Diferencias entre los Tipos de Reproducción Vegetal

Reproducción Asexual

• Requiere 1 individuo.
• Utiliza estructuras reproductoras internas que se desarrollan mediante divisiones mitóticas.
• Proceso rápido y eficaz, generando una enorme población en poco tiempo.
• Los genes permiten una buena adaptación al medio (clones).

Reproducción Sexual

• Requiere 2 gametos provenientes de 2 progenitores distintos.
• Se unen mediante fecundación, formando un nuevo cigoto que se convertirá en un adulto (conformando el ciclo biológico).

Ventajas y Desventajas

• Desventaja: Es un proceso más complejo.
• Ventaja: Cada individuo tendrá una mezcla particular de caracteres paternos y maternos. Los descendientes son semejantes, pero no idénticos, lo que genera diversidad génica y asegura la variabilidad de las poblaciones.

Mecanismos de Reproducción Asexual

Reproducción Asexual en Plantas

Estolones

Tallos laterales que crecen horizontalmente sobre el suelo (ejemplo: fresa).

Rizomas

Tallos subterráneos que crecen horizontalmente. Poseen yemas en las axilas de las hojas en forma de escamas y echan raíces por su cuenta (ejemplo: bambú).

Bulbos

Yemas subterráneas de gran volumen, protegidas por capas superpuestas de hojas modificadas y engrosadas (ejemplo: ajo).

Cormos

Tallos subterráneos cortos y gruesos (ejemplo: azafrán).

Tubérculos

Rizomas engrosados. Son tallos subterráneos con material de reserva (almidón). Se vuelven independientes cuando la planta muere. Poseen yemas llamadas “ojos” que se desarrollan en nuevas plantas.

Reproducción Vegetal Artificial

Esqueje

Fragmento de tallo no leñoso que se corta de una planta madre y se introduce en tierra para que se desarrolle.

Injerto

Fragmento de una planta capaz de brotar que se inserta sobre el tallo de otra planta compatible.

Acodo

Curvar la rama e introducirla en la tierra, sujetándola con una horquilla.

Reproducción Asexual en Algas

Las algas se reproducen por bipartición, originando nuevos individuos idénticos entre sí y a sus progenitores. Las algas que forman colonias se reproducen formando autocolonias. Las algas filamentosas y multicelulares utilizan los siguientes mecanismos:

• Fragmentación de talo: Cada fragmento origina un individuo independiente.
• Gemación: Brotes que se desprenden de su progenitor.
• Mitosporas: Esporas originadas por mitosis. Pueden ser zoosporas (con flagelo y movilidad) o aplanosporas (sin flagelo e inmóviles).

Ciclos Biológicos Vegetales

El Ciclo Diplohaplonte

Se denomina diplohaplonte porque presenta dos generaciones adultas multicelulares alternantes: diploide y haploide.

• El adulto esporofito (diploide) experimenta meiosis esporogénica y da lugar a meiosporas.
• El adulto gametofito (haploide) forma gametos.

Ciclo Biológico de un Alga

Alternan dos generaciones multicelulares independientes: esporofito y gametofito.

• Esporofito: Estructura de talo sujeta al sustrato mediante rizoides, que continúa con un falso tallo rematado por una lámina llamada filoide. En época fértil, el filoide desarrolla soros, en cuyo interior se encuentran los esporangios, que producen zoosporas flageladas haploides. Estas zoosporas, mediante mitosis, dan lugar a gametofitos femeninos y masculinos.
• Gametofito: El gametofito masculino genera espermatozoides flagelados que nadan hasta la ovocélula, formada por el gametofito femenino, produciéndose la fecundación. El cigoto se desarrolla mediante mitosis y se convierte en un nuevo esporofito.

Ciclo Biológico de un Musgo

El esporofito produce esporas. El adulto diploide está formado por un esporangio sostenido por la seta. La seta es una estructura que penetra la parte superior del gametofito mediante el pie. Se denomina esporofito porque en su interior se forman meiosporas haploides mediante la meiosis esporogénica.

Las meiosporas haploides son sexuadas, caen al suelo y germinan. Unas dan lugar a gametofitos masculinos y otras a gametofitos femeninos. El gametofito es el nuevo individuo adulto haploide que presenta estructura de talo. El gametofito produce gametos.

• En el gametofito se diferencia una estructura reproductora llamada anteridio, que da lugar a gametos masculinos con movimiento (espermatozoides).
• Se diferencia otra estructura reproductora llamada arquegonio, en cuyo interior se forma la ovocélula.

Basta con una gota de agua para que los gametofitos se inunden y un espermatozoide fecunde la ovocélula, dando lugar a un cigoto que se desarrolla hasta convertirse en un esporofito diploide.

Ciclo Biológico de un Helecho

El esporofito diploide está representado por la planta helecho, con raíces, tallos y hojas llamadas frondes. En el envés de sus frondes posee soros, formados por un conjunto de esporangios, donde, mediante la meiosis esporogénica, se forman las meiosporas haploides.

Cuando las meiosporas haploides maduran, se dispersan y caen al suelo, donde germinan y dan lugar al gametofito. El gametofito es el nuevo adulto haploide que recibe el nombre de prótalo. Es fisiológicamente independiente del esporofito y tiene un tamaño microscópico. Produce los gametos:

• El masculino, llamado espermatozoide, que se forma en una estructura llamada anteridio.
• El femenino, llamado ovocélula, que se forma en el interior del arquegonio.

Basta con una gota de agua para que el gametofito se inunde y un espermatozoide flagelado nade desde el anteridio hasta el arquegonio y fecunde a la ovocélula. Se desarrolla un cigoto que se convierte en esporofito diploide.

La Polinización

Consiste en el transporte del polen desde las anteras hasta el estigma.

Tipos de Flores y Polinización

Existen plantas con flores unisexuales (solo estambres o carpelos) o con flores masculinas y femeninas en distintas zonas (ejemplo: maíz). Otras poseen flores hermafroditas (ejemplo: peral).

• Autopolinización: Las flores se polinizan a sí mismas.
• Polinización Cruzada: El polen es transportado entre plantas de la misma especie (lo más común).

Agentes de Transporte del Polen

El polen puede ser transportado mediante el viento (anemógama), el agua (hidrógama) o con la ayuda de un animal (zoógama). Si el agente es un insecto, se denomina entomógama.

Polinización Anemógama

El polen es dispersado por el viento. La planta debe generar gran cantidad de polen y sus flores suelen carecer de pétalos de colores llamativos.

Polinización Entomógama

Insectos (abejas, mariposas, escarabajos, etc.) transportan el polen de una flor a otra. Para atraerlos, las flores poseen sépalos y pétalos de vivos colores, a menudo con dibujos.

Ciclo Biológico de las Plantas Angiospermas

Las angiospermas presentan meiosis esporogénica y ciclos biológicos diplohaplontes. El esporofito diploide y el gametofito haploide se encuentran en el interior de los tejidos del esporofito.

El Gametofito Femenino

Dentro del óvulo se encuentra la célula madre de megasporas que experimenta meiosis. El resultado es el saco embrionario, en cuyo interior se encuentra el gameto femenino (la ovocélula), junto con:

• 2 células llamadas sinérgidas.
• 3 células llamadas antípodas.
• 1 célula central con 2 núcleos polares.

El Gametofito Masculino

En los sacos polínicos se encuentran las células madre de microsporas que experimentan meiosis esporogénica y originan microsporas. Estas se transforman en granos de polen con dos células: vegetativa y generativa. El gametofito está constituido por el grano de polen con el tubo polínico, que contiene la célula vegetativa y los núcleos espermáticos.

Doble Fecundación

El tubo polínico penetra el óvulo y descarga sus dos núcleos espermáticos en el saco embrionario. Se produce una doble fecundación:

1. Uno de los núcleos espermáticos fecunda a la ovocélula y forma un cigoto, que se divide por mitosis hasta formar un embrión o un germen de la semilla.
2. El otro núcleo espermático se fusiona con los dos núcleos polares y da lugar al endospermo, un tejido nutritivo que alimentará al embrión cuando la semilla germine.

El óvulo fecundado dará lugar a la semilla, que se transformará en fruto. La semilla, al germinar, dará lugar al nuevo esporofito adulto.

Dispersión de Frutos y Semillas

La dispersión permite a las plantas colonizar nuevos territorios donde no encuentran competencia. El fruto protege las semillas y favorece su dispersión mediante distintos procedimientos:

Frutos Autócoros

Poseen sistemas de autodispersión que catapultan las semillas a distancia (ejemplo: legumbres).

Frutos Anemócoros

Poseen estructuras como alas o vilanos plumosos que facilitan su dispersión por el viento.

Frutos Zoócoros

Dispersados por los animales. Los frutos secos desarrollan adaptaciones pegajosas para fijarse en el pelo o plumas. Los frutos carnosos se cargan de nutrientes azucarados para ser apetitosos. Las semillas son trasladadas lejos de su origen, donde serán expulsadas o servirán de fertilizante.

Frutos Hidrócoros

Dispersados por el agua, presentan estructuras que facilitan la flotabilidad (ejemplo: coco).

La Semilla

La semilla de las espermafitas angiospermas procede de la transformación del óvulo tras la doble fecundación (que da lugar al cigoto 2n y al endospermo 3n). La semilla está protegida por testas que proceden del tegumento externo del óvulo.

En su interior se encuentra el germen o embrión, rodeado de nutrientes de reserva que se almacenan en el endospermo. En muchas especies, el almacén de nutrientes se traslada total o parcialmente del endospermo a los cotiledones. Existen ligeras diferencias en la estructura del embrión según se trate de dicotiledóneas o monocotiledóneas.

Germinación de las Semillas

Las semillas contienen muy poca agua y están diseñadas para resistir largas temporadas sin germinar. Casi todas presentan un periodo de inactividad llamado latencia, generalmente durante la estación fría. Cuando se dan las condiciones apropiadas (humedad, luz, temperatura y oxigenación), germinan y originan una nueva planta.

Germinación de una Semilla Monocotiledónea (Maíz)

1. La semilla absorbe agua, se hincha y su único cotiledón absorbe los nutrientes del endospermo y se los suministra al embrión, que puede empezar a desarrollarse.
2. La radícula atraviesa la cubierta protectora de la coleorriza, crece rápidamente hacia abajo en la tierra y da lugar a la raíz joven.
3. La plúmula atraviesa la cubierta protectora del coleoptilo y da lugar a un pequeño tallo que sale del suelo.
4. El cotiledón permanece bajo tierra, por lo que la germinación se denomina hipogea.
5. Se desarrollan las hojas, el cotiledón se marchita y el tallo crece hasta formar una nueva planta.

Germinación de una Semilla Dicotiledónea (Judía)

1. La semilla se hincha, el embrión obtiene los nutrientes de los cotiledones y puede empezar a desarrollarse.
2. La radícula da lugar a la raíz joven, que crece rápidamente hacia abajo en la tierra.
3. La plúmula da lugar a una estructura con forma de gancho que sale del suelo y protege a la plúmula.
4. El hipocotilo se endereza y forma el tallo, que tira de los cotiledones y los desentierra. Como los cotiledones permanecen fuera de la superficie, la germinación es epigea.
5. Quedan al descubierto los brotes tiernos del nuevo tallo y de las hojas, que se desarrollan, al mismo tiempo que los cotiledones se marchitan y el tallo crece hasta formar una nueva planta.

Ciclo Biológico de las Plantas Gimnospermas

Las estructuras reproductoras de las gimnospermas se denominan conos y carecen de periantio. En los conos femeninos, los óvulos están al desnudo, ya que carecen de ovario, lo que facilita que el polen transportado por el viento llegue hasta el óvulo. No forman frutos, aunque sí semillas.

Todas las gimnospermas presentan meiosis esporogénica y ciclos biológicos diplohaplontes, con alternancia de generaciones: el esporofito diploide y el gametofito haploide.

El Gametofito Femenino

Los conos femeninos o piñas poseen un conjunto de escamas leñosas. En la parte interna de cada escama se encuentran dos óvulos. Cada óvulo posee un macrosporangio con una célula madre de megasporas que experimenta la meiosis y da lugar a cuatro megasporas, de las cuales tres degeneran.

La megaspora que sobrevive da lugar, tras varias mitosis sucesivas, al gametofito femenino, formado por el macrosporangio que contiene de 2 a 6 arquegonios, cada uno con una ovocélula situada cerca de la abertura del óvulo llamada micrópilo.

El Gametofito Masculino

Los conos masculinos son más pequeños y liberan nubes de polen. Cada cono posee numerosos microsporangios dispuestos en escamas, y cada uno de ellos contiene centenares de células madre de microsporas, que experimentan la meiosis y dan lugar a cuatro microsporas funcionales.

Las microsporas se desarrollan por mitosis y dan lugar al gametofito masculino, que es el grano de polen. En su interior se encuentran dos células protálicas, una célula del tubo y una célula generativa que se dividirá para formar dos células espermáticas. Además, cada grano de polen tiene dos sacos aéreos para facilitar su transporte.

Polinización y Fecundación

Los granos de polen son dispersados por el viento, alcanzan los conos femeninos y entran en los óvulos a través del micrópilo. Cada grano de polen emite lentamente un tubo polínico y descarga dos células espermáticas, una de las cuales fecundará a la ovocélula y formará un cigoto.

Tras la fecundación, el óvulo se transforma en semilla y el cono femenino se transforma en una piña leñosa y dura. Tras la germinación, se convierten en esporofitos adultos.