Reproducción sexual en plantas

Reproducción sexual y asexual en las plantas

Empecemos por ver el significado de reproducción sexual y asexual. Hay dos tipos de reproducción: sexual y asexual. Las plantas pueden reproducirse sexualmente, asexualmente, ¡o de ambas formas!

Reproducción asexual en las plantas se produce con la generación de un nuevo individuo a partir de una parte de una planta madre. Puede tener lugar de varias formas.

Por ejemplo, los lirios pueden reproducirse simplemente replantando sus bulbos, mientras que los cactus pueden reproducirse por esquejes de tallo. Las fresas también pueden reproducirse asexualmente mediante tallos modificados llamados estolones (o estolones) que se extienden desde la corona de la base de la planta madre, echan raíces en el suelo y producen nuevas plantas hijas.

Comparada con la reproducción sexual, lareproducción asexual exige menos energía porque no implica la formación de flores, la atracción de polinizadores ni la dispersión de semillas. El nuevo individuo también madura más rápidamente que una descendencia producida sexualmente.

Aunque la descendencia producida mediante reproducción asexual sobreviviría en condiciones estables, su falta de variación genética puede ser una desventaja ante condiciones ambientales cambiantes (como el cambio climático o la aparición de una nueva enfermedad).

La figura 1 muestra cómo se produce la reproducción sexual y asexual en las fresas.

Ejemplos de reproducción sexual en las plantas

Aunque pienses inmediatamente en las abejas polinizando flores, ¡la reproducción sexual en las plantas no siempre implica polinización! Tampoco implica siempre flores, frutos o semillas. La reproducción sexual en las plantas varía mucho según los grupos de plantas.

• Por ejemplo, las angiospermas (o plantas con flores) producen flores que contienen los órganos reproductores masculinos y femeninos y los gametos (células sexuales). La polinización une los gametos. La fusión de los gametos mediante la fecundación da lugar a la formación de una semilla encerrada en un fruto.

• En cambio, las gimnospermas (o plantas con semillas que no florecen), como los pinos y los cipreses, producen conos masculinos y femeninos en los que la fusión de gametos da lugar a la formación de semillas desnudas. A diferencia de las angiospermas, sus semillas no están encerradas en un fruto.

• Las plantas vasculares sin semillas, como los helechos, y las plantas no vasculares , como los musgos y las hepáticas, no producen flores, semillas ni frutos, sino que se reproducen por esporas.

Veamos ahora algunos ejemplos de reproducción asexual (¡más adelante hablaremos de la reproducción sexual!)

Pasos de la reproducción sexual en las plantas

Centrémonos ahora en los pasos de la reproducción sexual en las plantas. La reproducción sexual en las plantas se caracteriza por una alternancia de generaciones.

En otras palabras, durante la alternancia de generaciones, las plantas alternan entre dos fases diferentes: gametofitos haploides y esporofitos diploides.

Los pasos básicos de la alternancia de generaciones son los siguientes.

1. Los gametofitos haploides producen gametos masculinos y femeninos(espermatozoide y óvulo, respectivamente) mediante mitosis.

2. Cuando los gametos masculino y femenino se combinan, se forma un cigoto dip loide.

3. El cigoto diploide se somete a mitosis, formando un esporofito diploide.

4. Cuando alcanza la madurez, el esporófito diploide produceesporas ha ploides por meiosis.

5. Estas esporas se someten a mitosis, produciendo gametofitos haploides.

Este ciclo vital varía según los grupos de plantas.

Tipos de mecanismos de reproducción sexual en las plantas

Existen dos mecanismos principales de reproducción sexual en las plantas.

• Las gimnospermas y las angiospermas se reproducen mediante semillas.

• Las plantas no vasculares y las vasculares sin semillas se reproducen mediante esporas.

Reproducción sexual por esporas

Como ya se ha dicho, las plantas no vasculares son gametofitas haploides durante la mayor parte de su ciclo vital.

Durante su fase gametofítica, se desarrollan los gametos para la reproducción sexual. Los gametofitos pueden tener múltiples órganos sexuales multicelulares llamados gametangios. Los gametangios productores de óvulos se llaman arquegonios, mientras que los gametangios productores de esperma se llaman anteridios. Un arquegonio contiene un óvulo, mientras que un anteridio puede producir numerosos espermatozoides.

El esperma de una planta no vascular necesita viajar sobre una capa de humedad para llegar al óvulo. La fusión de los gametos da lugar a la formación del cigoto diploide y, posteriormente, del esporófito.

El óvulo suele fecundarse dentro del arquegonio, por lo que los esporofitos jóvenes dependen del tejido gametofítico. De hecho, los esporofitos están unidos a su gametofito progenitor durante la mayor parte de su vida, si no toda, y dependen de él para obtener agua y nutrientes.

Al igual que las plantas no vasculares, las plantas vasculares sin semillas también se reproducen por esporas y necesitan humedad para la fecundación. La figura 3 muestra el ciclo vital de un helecho, una planta vascular.

Reproducción sexual mediante semillas

Con la aparición de las semillas en la historia evolutiva, desaparece la necesidad de agua para reproducirse. La semilla también proporciona una ventaja a las plantas semilleras, ya que contiene los nutrientes necesarios para la supervivencia del embrión.

Tanto las angiospermas como las gimnospermas producen semillas. Sin embargo, hay una diferencia importante en cómo se desarrollan sus semillas: la semilla de la angiosperma está encerrada en un ovario, mientras que la de una gimnosperma no lo está.

Repasemos los mecanismos de reproducción de estos dos grupos de plantas.

La reproducción sexual en las angiospermas

La reproducción sexualen las angiospermas puede caracterizarse por la producción de flores para atraer a los polinizadores, la doble fecundación y el desarrollo de frutos para la dispersión de semillas.

Flores funcionan principalmente en la reproducción sexual. Las partes reproductoras de la flor se encuentran en el carpelo y el estambre.

• El carpelo contiene las partes reproductoras femeninas de la flor. Está formado por el ovario, el estilo y el estigma.

  • El ovario contiene los óvulos, que se convierten en semillas tras la fecundación, y el saco embrionario, que es el gametofito femenino que contiene el óvulo.

  • El estilo eleva el estigma sobre el ovario y otras partes de la flor.

  • El estigma es una estructura pegajosa que atrapa el polen.

• El estambre contiene las partes reproductoras masculinas de la flor. Sus partes principales son:

  • La antera está formada por microsporangios en forma de saco que producen el polen. El grano de pol en es el gametofito masculino productor de esperma.

  • El filamento conecta la antera con la flor.

Observa que el estigma contiene una célula generativa y una célula tubular. Cuando germina un grano de polen, la célula tubular crece dentro del estilo. A continuación, la célula generativa entra en el tubo, donde se somete a mitosis para formar dos espermatozoides. A continuación, el tubo polínico atraviesa una abertura del óvulo llamada micrópilo.

Un espermatozoide fecunda el óvulo para formar un cigoto diploide, mientras que el otro fecunda dos núcleos polares para formar una célula triploide en el saco embrionario. La célula triploide se convertirá más tarde en el endospermo, que proporcionará alimento al embrión. Juntos, estos dos procesos de fecundación se denominan doble fecundación.

El óvulo fecundado se convierte en semilla, mientras que el ovario forma el fruto que la encierra y ayuda a su dispersión.

La figura 4 muestra el ciclo vital de una angiosperma.

La reproducción sexual en las gimnospermas

Lareproducción sexual en las gimnospermas es bastante diferente. Mientras que las angiospermas producen flores y frutos, las gimnospermas no. En cambio, el polen y las semillas se encuentran en los conos.

Un cono de gimnosperma tiene unas brácteas llamadas esporófilos, que se disponen alrededor de un tallo central. Estos esporófilos producen esporangios, que son estructuras en forma de saco que contienen esporas. Algunas gimnospermas tienen un tejido esporofítico llamado tegumento que cubre parcialmente las semillas.

• Los conos de polen masculinos tienen pequeñas brácteas. Bajo estas brácteas se encuentran unos sacos de polen llamados microesporangios.

• Los conos ovulados femeninos también tienen numerosas brácteas, cada una de las cuales contiene megasporangios (que son portadores femeninos de esporas).

• Los microsporangios y los megasporangios pueden encontrarse en la misma planta o en plantas separadas.

Las células diploides de los microsporangios y los megasporangios se someten a meiosis para producir microsporas y megasporas haploides. Éstas se someten a mitosis para formar el gametofito masculino (grano de polen) y el gametofito femenino.

En este punto, ¡el óvulo está listo para la fecundación!

De forma similar a la germinación de los granos de polen en las angiospermas, un tubo polínico crece y se extiende hacia la estructura que contiene el óvulo. El espermatozoide sufre una nueva división para producir dos células espermáticas.

Cuando los núcleos de los dos espermatozoides entran en contacto con el óvulo, uno de los núcleos muere, mientras que el restante se fusiona con la célula para formar un cigoto diploide. Cuando el cigoto se divide por mitosis, se forma un esporófito diploide en forma de semilla.

La figura 5 ilustra la reproducción sexual en las gimnospermas.

Comparar y contrastar la reproducción sexual en plantas y animales

Tanto los animales como las plantas se reproducen sexualmente y, en ambos casos, la reproducción sexual implica la fusión de gametos, lo que da lugar a una descendencia genéticamente diferente de sus progenitores.

La reproducción sexual animal puede resumirse como sigue:

1. En el interior de un animal adulto, las células diploides producen gametos haploides mediante meiosis.

2. Los gametos masculino y femenino se fusionan, formando un cigoto diploide.

3. El cigoto se somete a mitosis y madura en un nuevo individuo diploide.

4. El proceso se repite.

Lo que hace que las plantas sean muy diferentes de los animales es que todas ellas se caracterizan por una alternancia de generaciones, que es básicamente un cambio de ploidía (o número de cromosomas) de progenitor a descendiente. Las plantas alternan entre generaciones gametofíticas haploides y esporofíticas diploides, mientras que los animales no lo hacen.

En otras palabras, hay pasos adicionales entre el nº 1 y el nº 2: las células diploides se someten a meiosis formando células haploides, que luego se someten a mitosis para formarindividuos haploides (gametofitos masculino y femenino). A continuación, los gametofitos maduros producen gametos masculinos y femeninos haploides.

Otra diferencia importante es que las plantas producen esporas (tanto si se reproducen por esporas como por semillas), mientras que los animales generalmente no.