La Reproducción en las Plantas: Ciclos y Mecanismos

La principal característica de la reproducción sexual de las plantas es que presentan ciclos biológicos diplohaplontes, alternándose una generación haploide y otra diploide. La planta haploide se llama gametofito y se reproduce por gametos, mientras que la planta diploide se denomina esporofito y se reproduce por esporas. Desde las plantas más sencillas a las más complejas, hay una tendencia evolutiva en la que va disminuyendo el tamaño del gametofito en beneficio del esporofito diploide.

Ciclo Vital de los Musgos

Los musgos presentan una alternancia de generaciones, siendo el gametofito de mayor tamaño que el esporofito.

Gametofito

• Está constituido por un filamento verde pluricelular llamado protonema, que procede de una espora haploide.
• A partir del protonema se forman plantas de musgos provistas de falsas raíces, tallos y hojas.
• Cuando esta planta alcanza el periodo reproductor, aparecen en los extremos de los tallitos los gametangios u órganos sexuales.
• Los gametangios masculinos se llaman anteridios, y los femeninos, arquegonios.
• Los anteridios contienen en su interior espermatozoides provistos de dos flagelos para desplazarse.
• En el arquegonio hay un único gameto femenino llamado oosfera.

Fecundación

Aprovechando el agua, los espermatozoides nadan hacia el arquegonio, penetran en su interior y fecundan a la ovocélula, formándose un cigoto diploide e iniciándose la fase esporofítica.

Esporofito

Se origina tras desarrollarse el cigoto, y consiste en un filamento en cuyo extremo se forma una cápsula en cuyo interior se encuentran células que, tras sufrir meiosis, formarán las esporas haploides que, al salir y germinar, originarán un nuevo protonema, que será el inicio de un nuevo ciclo.

Reproducción Asexual Artificial en Plantas

Este tipo de reproducción es muy importante para la agricultura y también para el desarrollo de plantas ornamentales:

• Esquejes: Son fragmentos de rama que contienen yemas y que son capaces de producir una nueva planta.
• Injerto: Son porciones de ramas con una o varias yemas que, aplicadas sobre un tallo ya enraizado, se sueldan con él y desarrollan el ramaje de una nueva planta.
• Acodos: Consiste en doblar una rama de la planta y enterrarla. Al cabo del tiempo, las yemas de la rama han formado raíces y, por tanto, se pueden separar de la planta y ser trasplantadas en otro sitio.

Ciclo Vital de los Helechos

Los helechos son las primeras plantas terrestres con verdaderas raíces, tallos y hojas; tienen un ciclo vital diplohaplonte en el que predomina el esporofito.

Esporofito

• Es una planta formada por un tallo horizontal subterráneo del que nacen hacia abajo numerosas raíces y hacia arriba numerosas hojas llamadas frondes, que están divididas en pequeñas hojitas llamadas foliolos.
• En el envés de los frondes aparecen unas estructuras llamadas soros, que son agrupaciones de esporangios y están formados por esporas que, por meiosis, formarán esporas haploides que, al germinar, iniciarán la fase gametofítica.

Gametofito (Prótalo)

• Es una planta laminar de unos 2 cm con forma de corazón y de color verde que recibe el nombre de prótalo.
• Los gametangios se desarrollan en la cara inferior del prótalo, siendo los anteridios bolsas esféricas con numerosos espermatozoides, y los arquegonios tienen forma de botella con un solo gameto femenino u oosfera.

Fecundación

Cuando se moja el prótalo, los espermatozoides nadan hacia el arquegonio, penetran en su interior y fecundan a la oosfera; se forma un cigoto diploide que, al desarrollarse, originará un nuevo esporofito, que comenzará un nuevo ciclo.

Reproducción Asexual Natural en Plantas (Vegetativa)

También recibe el nombre de reproducción vegetativa. Hay muchas modalidades de reproducción vegetativa, entre las que destacan:

• Estolones: Son tallos rastreros que llevan nudos que enraízan, generando una nueva planta (ej.: fresal).
• Rizomas: Son tallos subterráneos que crecen horizontalmente y cuyas yemas formarán tallos aéreos (ej.: los lirios).
• Tubérculos: Son porciones de tallos subterráneos ricos en sustancias nutritivas que presentan en su superficie numerosas yemas capaces de dar origen a una nueva planta (ej.: patata).
• Bulbos: Son tallos cortos rodeados de muchas hojas que almacenan sustancias de reserva (ej.: cebolla).
• Brotes adventicios: Se encuentran situados en los bordes de las hojas; son pequeñas plantitas que, cuando caen al suelo, dan lugar a una nueva planta (ej.: crasuláceas).

Reproducción de las Plantas con Semillas

En estas plantas, la reproducción sexual tiene lugar en las flores y se forman las semillas.

La Flor: Órgano Reproductor

Es el órgano reproductor de las plantas con semillas. En una flor se distinguen:

• Sépalos

  Son pequeñas hojitas de color verde que protegen a las demás partes de la flor en el estado de capullo. Al conjunto de sépalos se le llama cáliz.

• Pétalos

  Son hojas de colores vistosos y, algunas veces, olorosas que cumplen una función muy importante para asegurar la polinización. Al conjunto de pétalos se le llama corola. Al conjunto de pétalos y sépalos se le llama periantio.

• Estambres

  Son los órganos reproductores masculinos. Un estambre está formado por un filamento y por la antera, que suele estar dividida en dos sacos o tecas. Cada teca suele contener dos sacos polínicos, en cuyo interior se encuentran los granos de polen. El grano de polen es el gameto masculino y consiste en una célula con dos núcleos.

• Pistilo

  Es el órgano reproductor femenino y suele ocupar una posición central en la flor. Tiene forma de botella y en él se distinguen 3 partes:

  • Estigma: Es el ensanchamiento superior del pistilo. Tiene una superficie pegajosa para que se adhiera el grano de polen.
  • Estilo: Es el cuello de la botella que comunica el estigma con la parte inferior del pistilo.
  • Ovario: Es la parte inferior en cuyo interior se forma un óvulo, que es el gameto femenino.

La mayoría de las flores son hermafroditas, ya que tienen estambres y pistilos. Cuando falta alguno de los órganos reproductores, las flores son unisexuales: si solo tienen estambres, es la flor masculina; y si solo tienen pistilo, femenina. A las flores que tienen los dos órganos reproductores se les llama monoicas, y a las que tienen un único órgano reproductor, dioicas.

Polinización: Transporte del Polen

Es el proceso mediante el cual el grano de polen pasa del estambre al pistilo. Cuando esto ocurre entre el estambre y el pistilo de la misma flor, a la polinización se le conoce como polinización directa o autopolinización; cuando ocurre entre flores distintas, se le llama polinización cruzada.

En la polinización cruzada, el grano de polen se puede transportar por distintos medios:

• Polinización Anemófila (por el viento)

  Este tipo de polinización requiere grandes cantidades de polen de poco peso y que flota en el aire. Estas flores que han de recibir este polen, tienen estigmas muy grandes para facilitar la polinización.

• Polinización Zoófila (por animales)

  En este tipo de polinización, las flores tienen formas y colores muy llamativos para atraer a los animales. La mayoría de los animales son insectos y, en ocasiones, aves y murciélagos. Otras flores fabrican un néctar azucarado que atrae a los insectos y permite que los granos de polen se peguen al cuerpo, y así pueden ser transportados a otra flor.

• Polinización Hidrófila (por el agua)

  Utiliza el agua como medio de transporte del polen. Solo se da en algunas plantas.

Fecundación en Plantas con Semillas

Al entrar en contacto el grano de polen con el estigma, germina y se forma el tubo polínico que va descendiendo por el estilo hasta el óvulo. En el grano de polen se distinguen dos gametos masculinos que penetran en el óvulo, fecundándolo. Uno de los dos gametos se une al óvulo, dando lugar a un cigoto diploide que formará el embrión de la nueva planta.

El Desarrollo en las Plantas con Semillas

Formación de la Semilla y el Fruto

Tras la fecundación, el cigoto se divide varias veces por mitosis, formándose el embrión. Al mismo tiempo, en el óvulo se forma un tejido nutritivo llamado endosperma. El embrión se encuentra formado por una pequeña raíz, un pequeño tallo y una o dos hojitas llamadas cotiledones.

Dispersión de Semillas y Frutos

La dispersión es esencial para que las plantas puedan propagarse a otros lugares y para evitar la competencia por la luz y el suelo si todas las semillas germinaran en el mismo lugar. Tipos:

• Por el viento: Algunas semillas y frutos son transportados por el viento a grandes distancias (ej.: amapolas).
• Por el agua: Muchas plantas producen frutos que flotan en el agua, facilitando su dispersión (ej.: coco).
• Dispersión directa: Algunas plantas producen frutos con estructuras que, al madurar, provocan su apertura violenta (ej.: legumbres).
• Por los animales: Se puede realizar de dos formas: en el primer caso, las semillas o frutos presentan estructuras que se adhieren a los animales cuando rozan la planta; en otro caso, las semillas o frutos son ingeridos por los animales y luego son expulsadas por las heces.

Germinación de las Semillas

Las semillas germinan cuando, al caer al suelo, encuentran condiciones adecuadas de tierra, oxígeno y, sobre todo, humedad. La germinación se inicia con la entrada de agua a la semilla, lo que provoca la ruptura de los tejidos y el inicio de la actividad en las células del embrión. Primero suele salir la radícula, que se fija al suelo y permite que la plántula absorba agua. La plúmula sale del suelo, se alarga y forma el tallo. La plántula utiliza al principio los nutrientes almacenados en la semilla, hasta que puede fabricar sus propios nutrientes mediante la fotosíntesis.