El Ciclo Haplodiplonte en Plantas: Fundamentos

Las plantas poseen un Ciclo Haplodiplonte. Este ciclo se caracteriza por la reducción del gametofito a favor del esporofito. Se alternan dos generaciones heteromórficas:

• El gametofito haploide (N): Talofítico y sin diferenciación celular.
• El esporofito diploide (2N): Con diferenciación celular.

Etapas del Ciclo General

1. Se inicia con una espora haploide (meiospora) que germina y constituye el gametofito.
2. Los adultos de la generación gametofítica originan gametos:
   • El gameto masculino (anterozoide) se forma dentro del anteridio.
   • El gameto femenino (oosfera) se forma dentro de los arquegonios.
3. La fusión de un anterozoide con una oosfera origina un cigoto 2N.
4. El cigoto 2N, por mitosis, forma un embrión, y este desarrolla el individuo adulto: el esporofito.
5. En los esporangios del esporofito se producen, mediante meiosis, nuevas meiosporas que, tras ser liberadas, forman un nuevo gametofito N.

Reproducción en Grupos Vegetales Específicos

Briófitas (Musgos y Hepáticas)

Las Briófitas dependen del agua para reproducirse. La dispersión se realiza por esporas que se desprenden cuando los esporangios se abren y germinan en las proximidades del esporofito.

Su ciclo es haplodiplonte, con dos generaciones:

• Esporofito (2N): Se desarrolla a partir del cigoto y crece sobre el gametofito. En su madurez, forma un esporangio compuesto por una urna dilatada y tapada por un opérculo, protegido por una cubierta llamada caliptra. En la urna se forman meiosporas que son liberadas al abrirse el opérculo.
• Gametofito (N): Fase dominante. Se desarrolla a partir de las meiosporas. Presenta organización talofítica con cauloides, filoides y rizoides. Cuando el gametofito madura, forma los anteridios y los arquegonios. En los anteridios se originan los anterozoides biflagelados e inmóviles, y en el arquegonio, la oosfera inmóvil.

Proceso de Fecundación en Briófitas

1. Las meiosporas germinan al caer al suelo y originan el gametofito.
2. Los anteridios se abren y liberan los anterozoides, que nadan hasta los arquegonios.
3. Aquí tiene lugar la fecundación de la oosfera, que origina un cigoto.
4. A partir del cigoto, que se multiplica, se forma el esporofito.
5. Cuando madura, el esporofito desarrolla el esporangio, en cuyo interior se forman las meiosporas.
6. El opérculo se desprende y las meiosporas son liberadas y dispersadas por el viento (son anemócoras).

Pteridofitas (Helechos)

Los helechos dependen del agua para la fecundación y dispersan la especie mediante esporas. En su ciclo haplodiplonte se alternan:

• ESPOROFITO (2N): Fase dominante. Se desarrolla a partir del cigoto y crece a costa del gametofito, hasta que este desaparece. Presenta organización cormofítica (raíz, rizoma y frondes). Cuando madura, en el envés de las frondes se desarrollan los soros, que contienen los esporangios donde se forman las meiosporas.
• GAMETOFITO (N): De pequeño tamaño, vida libre y se llama protalo. En su cara inferior forma pequeños rizoides y, cuando madura, desarrolla los anteridios y arquegonios. En los anteridios se forman los anterozoides, flagelados y móviles, y en el arquegonio, la oosfera inmóvil.

Ciclo Reproductivo de Pteridofitas

1. Las meiosporas germinan al caer al suelo y originan el gametofito (protalo).
2. Los anteridios se abren y liberan los anterozoides, que nadan hasta los arquegonios, donde se produce la fecundación de la oosfera y se forma el cigoto.
3. El esporofito, formado a partir del cigoto, crece a costa del protalo, que acaba degenerando.
4. En el envés de las frondes se desarrollan los soros, que contienen los esporangios donde se forman las meiosporas.
5. Los esporangios se abren y las meiosporas son liberadas y dispersadas por el viento.

Gimnospermas

Las Gimnospermas son espermatofitas desnudas (no cubiertas por fruto). Son unisexuales y sus estructuras reproductivas se llaman conos. Pueden ser monoicas o dioicas.

Conos Masculinos

Cada cono tiene numerosas brácteas polínicas (los microsporofilos) que llevan en su cara inferior dos sacos polínicos. Dentro de estos, se forman por meiosis millones de microsporas (granos de polen) que se dividen, formando un grano de polen con 4 células:

• 2 células protálicas.
• 1 célula anteridial.
• 1 célula vegetativa o del tubo polínico.

Cada grano de polen es dispersado por el viento gracias a unos sacos aéreos.

Conos Femeninos

Poseen numerosas brácteas seminíferas (los megasporofilos) que llevan en su cara superior dos óvulos. En el interior del óvulo se forma una megaspora (saco embrionario unicelular). Cada megaspora se divide, dando el saco embrionario pluricelular (gametofito femenino), en cuyo interior se desarrollan los arquegonios con sus oosferas.

Polinización y Fecundación en Gimnospermas

La polinización es el transporte de granos de polen hasta los óvulos (polinización anemófila, por el viento). Cuando el grano de polen alcanza el óvulo de una flor femenina, desarrolla el tubo polínico y se transforma en un gametofito masculino maduro.

El tubo crece (proceso que puede durar más de un año) hasta alcanzar el arquegonio del gametofito femenino. La célula anteridial se divide en dos: una célula estéril (pedicular) y otra gametógena que forma el gameto masculino o anterozoide ciliado. Este desciende por el tubo, fecunda la oosfera y origina el cigoto diploide.

Tras la fecundación, el cigoto forma el embrión, el óvulo se transforma en semilla (denominada piñón) y las brácteas seminíferas se lignifican en escamas, formando las piñas femeninas.

Angiospermas

Las Angiospermas son plantas cuyas semillas están cubiertas por fruto. Generalmente son hermafroditas y constan de:

• Perianto: Cáliz y corola.
• Órganos reproductores: Androceo y Gineceo.
• Pedúnculo floral.

Androceo (Órgano Masculino)

Formado por los estambres, cada uno compuesto por un filamento y una antera dividida en dos tecas con dos sacos polínicos cada una. Dentro de los sacos se originan millones de microsporas (granos de polen unicelulares) que se dividen, originando granos de polen bicelulares. Estos constituyen los gametofitos masculinos inmaduros que, una vez liberados de su microsporangio, serán transportados hasta el estigma de otra flor.

Gineceo (Órgano Femenino)

Está formado por carpelos, compuestos por estigma, estilo y un ovario ensanchado que contiene óvulos. Cada óvulo consta de:

• Dos envueltas protectoras (primina y secundina).
• El micrópilo u orificio por donde penetra el tubo polínico durante la fecundación.
• La nucela, tejido donde se forma la megaspora (saco embrionario unicelular).

La megaspora origina el gametofito femenino (saco embrionario pluricelular), reducido a siete células.

Polinización y Doble Fecundación

Durante la polinización, el grano de polen es transportado desde el estambre hasta el estigma. Si se localiza en la misma flor, se habla de autopolinización; si es transportado hasta el estigma de otra flor, es polinización cruzada.

Aunque puede ser anemófila, la polinización en Angiospermas es más frecuentemente ornitófila (por aves) o entomófila (por insectos).

El Proceso de Doble Fecundación (Exclusivo de Angiospermas)

Tras la polinización, el grano de polen alcanza el estigma de la flor y germina, emitiendo el tubo polínico. En su interior se forman dos gametos masculinos (los núcleos espermáticos), responsables de la doble fecundación:

1. Un núcleo espermático se fusiona con la oosfera y da lugar al cigoto diploide (2N).
2. El otro núcleo espermático se une a los dos núcleos polares para formar el núcleo del endospermo (3N), que alimentará al embrión.

Tras la doble fecundación, el cigoto forma el embrión, el óvulo se transforma en la semilla y el ovario se convierte en fruto.

Detalle de la Doble Fecundación

1. Cuando el grano de polen llega al estigma, posee dos células: una del tubo polínico y la generativa.
2. La célula del tubo polínico emite el tubo polínico, que alcanza el saco embrionario.
3. La célula generativa se divide en dos células espermáticas.
4. Los núcleos de las células espermáticas se introducen en el citoplasma de una sinérgida.
5. La sinérgida se destruye y libera los dos núcleos espermáticos.
6. Un núcleo espermático se fusiona con los dos núcleos polares y origina una célula triploide (3N), a partir de la cual se desarrollará el endospermo.
7. El otro núcleo espermático se fusiona con la oosfera y forma el cigoto diploide (2N), a partir del cual se desarrollará el embrión del esporofito.

Fisiología Vegetal: Germinación y Hormonas

Tipos de Germinación

• GERMINACIÓN EPÍGEA: Se produce sobre el sustrato. El hipocótilo crece, rasga el epispermo y eleva los cotiledones por encima del suelo.
• GERMINACIÓN HIPÓGEA: Se produce por debajo del suelo. El epicótilo crece, rasga el epispermo y eleva la plúmula (gémula) por encima de la superficie del suelo.

Hormonas Vegetales (Fitohormonas)

Las fitohormonas son reguladores químicos esenciales para el crecimiento y desarrollo de las plantas.

Hormonas Estimuladoras del Crecimiento

AUXINAS

Producidas en los ápices caulinares.

• Participan en fototropismos.
• Retardan la caída de hojas y frutos.
• Estimulan el desarrollo de frutos y la elongación de los tallos.
• Inhiben el desarrollo de ramas laterales (dominancia apical).

CITOQUININAS

Producidas en los meristemos caulinares y las semillas en germinación.

• Estimulan el crecimiento de yemas axilares y la ramificación.
• Retrasan el envejecimiento y la caída de las hojas.

GIBERELINAS

Producidas en los meristemos caulinares, flores, semillas y tallos.

• Inducen el crecimiento del tallo.
• Eliminan el letargo de yemas y semillas.
• Estimulan la floración y el desarrollo de frutos.

Hormonas Inhibidoras del Crecimiento

ETILENO

Producido en frutos maduros, flores y hojas marchitas.

• Bloquea la acción de las auxinas.
• Induce la maduración de los frutos y el marchitamiento de las flores.
• Provoca la destrucción de la clorofila y la abscisión de hojas y frutos.

ÁCIDO ABSCÍSICO (ABA)

Producido en tallos, raíces y hojas en respuesta a condiciones ambientales.

• Induce la entrada en estado de vida latente.
• Inhibe la germinación de semillas.
• Estimula la abscisión de hojas y frutos.