La botánica es la ciencia que estudia los vegetales aunque, por tradición, también se encarga de estudiar otros organismos que no son fotosintéticos. Así pues, la botánica es la ciencia que se encarga del estudio de bacterias, protistas (protozoos y algas), hongos y plantas.
En esta entrada nos centraremos en la reproducción de las plantas terrestres, más concretamente en la reproducción de los cormófitos o plantas superiores.
Sorprendentemente y aunque nunca hayamos podido verlo en todo su esplendor, las plantas se pueden reproducir de forma asexual o sexual.
La reproducción asexual consiste en la formación de un nuevo individuo a partir de un único individuo parental. Es decir, no se requiere otra planta; no se requiere la fusión de diferentes materiales genéticos que previamente han sufrido un proceso de meiosis*. No hay fusión de gametos.
Existen diversas estrategias de reproducción asexual:
- fragmentación: la rotura de una parte del individuo parental no especializada en la reproducción permite que ese fragmento desprendido acabe desarrollándose como un nuevo individuo. Ejemplos de este fenómeno los encontramos en plantas con estolones, rizomas, esquejes...
- propágulos: un propágulo es una estructura pluricelular especializada en la reproducción. Son estructuras que se forman con el único fin de ser liberadas y formar un nuevo individuo. Este tipo de reproducción se encuentra sobretodo en líquenes. Los líquenes son una amalgama entre un alga y un hongo, pero, también encontramos propágulos en algunos musgos y en algunas plantas. En plantas los propágulos reciben el nombre de bulbos.
- esporas: una espora es una estructura unicelular especializada en la reproducción. Debemos denominar a las esporas implicadas en la reproducción asexual mitósporas para diferenciarlas de las meiósporas (gametos) ya que las mitósporas derivan de un proceso de mitosis* y ellas solas pueden dar lugar a un nuevo individuo a diferencia de las meiósporas que para ello se debe producir una fusión de dos de ellas.
Un individuo que se forma después de una fusión de dos meiósporas es un individuo diploide. Un individuo que se forma a partir de mitósporas puede ser haploide: todas sus células que lo forman tienen sólo un conjunto de cromosomas; o diploide: todas las células tienen dos conjuntos de cromosomas, dependiendo de cómo era la célula original.
* la meiosis es un proceso de formación de una célula sexual, un gameto que contiene la mitad de material genético que tenía la célula original de la que proviene. Tiene la mitad de cromosomas.
* la mitosis es un proceso de formación de células por duplicación y partición. Es decir, a partir de una célula se obtienen dos células hijas idénticas a la original. Misma cantidad de cromosomas.
Pasemos a hablar ahora de la reproducción sexual.
La reproducción sexual es el proceso de formación de un nuevo individuo mediante la fusión o gamia de dos gametos. Dos estructuras unicelulares procedentes de una meiosis y especializadas en la reproducción. Existen diferentes tipos de gamia que no explicaremos aquí (isogamia, anisogamia y oogamia).
Bien. Una vez comprendido esto podemos empezar a pensar en una planta. Cualquier planta que hayamos visto en nuestra vida.
Las plantas superiores presentan un ciclo biológico diplohaplonte con alternancia de generaciones heteromorfa.
¿Qué quiere decir esto?
Un ciclo biológico es el conjunto de estadios por los cuales pasa una especie. Por tanto, que las plantas tengan un ciclo biológico diplohaplonte con alternancia de generaciones heteromorfa quiere decir que la generación parental será diferente de la generación filial pero idéntica a la generación que sigue a la filial en cuanto a la cantidad de material genético y morfología.
Dicho de otro modo, a una generación diploide le sigue una haploide y a una haploide una diploide y que los individuos haploides tienen diferente aspecto de los individuos diploides. Alternancia. Alternancia de la generación haploide llamada gametófito y la generación diploide llamada esporófito.
La espora femenina germina dentro de la flor formando la siguiente generación DENTRO de la parental. Es decir, el gametófito femenino se forma dentro de la flor. Mientras que la espora masculina conocida popularmente como polen usualmente se desplaza hasta la flor femenina parcialmente germinado.
Hablemos un poco más de las flores. Como bien sabemos, no todas las plantas que podemos observar a simple vista tienen flores. Ya hemos dicho que íbamos a hablar de los cormófitos pero aunque hemos restringido bastante el tema del que vamos a hablar, todavía es demasiado amplio.
Definiremos a grosso modo los grupos que encontramos dentro de los cormófitos y nos centraremos en las plantas con flores típicas: las angiospermas.
Los cormófitos están compuestos por los espermatófitos y los pteridófitos. Dentro de los espermatófitos se sitúan todas las plantas que forman semillas, ya sea con la intervención de flores típicas o no, mientras que dentro de los pteridófitos se sitúan aquellas plantas que no forman semillas. Es decir, el embrión resultante de la fecundación no puede entrar en fase de latencia.
La flor de las angiospermas:
La flor típica de angiospermas es una flor hermafrodita compuesta por receptáculo, pétalos, sépalos, pistilo y estambres.
El pistilo es la parte femenina de la flor y está compuesto por una serie de hojas fértiles llamadas carpelos. Los carpelos confieren la forma característica del pistilo que se divide en tres partes: estigma, estilo y ovario.
Se dice que los carpelos son hojas fértiles porque a ellos están asociadas las estructuras formadoras de esporas femeninas. La estructura formadora de esporas femeninas también llamadas megásporas se denomina nucela y se encuentra a la altura del ovario rodeada por unas cubiertas estériles, los tegumentos. Al conjunto de nucela y tegumentos se le denomina primordio seminal u óvulo.
Supongamos que tenemos un pistilo con un único primordio seminal:
Una célula situada en el interior de la nucela sufre una meiosis formando 4 células haploides. De estas cuatro células haploides sólo una se mantendrá funcional. Es decir, ahora mismo en la nucela tenemos una megáspora, una espora femenina.
En angiospermas, a esta espora femenina se le denomina saco embrionario unicelular. Este saco embrionario unicelular situado en la nucela del primordio seminal se divide por mitosis hasta formar 8 células todas ellas haploides. Podríamos decir que esta división es equivalente a una "germinación"; por tanto acabamos de presenciar la formación de la siguiente generación: el gametófito femenino o megagametófito el cual nunca llegaremos a ver a simple vista, pues es un individuo formado únicamente por 8 células que además se sitúa dentro del pistilo de la flor formada por la generación anterior: el esporófito.
Las 8 células de las que se compone el megagametófito las podemos vislumbrar en la imagen anterior formando tres grupos de células: un grupo de tres células en la parte superior, dos sinérgidas y una ovocélula (gameto femenino), otro grupo formado por dos células o dos núcleos dispersos en una masa en el centro denominados núcleos polares y, finalmente, otras tres células en la parte basal de la nucela llamadas antípodas.
Un grano de polen o espora masculina formada en los estambres de otra planta por meiosis llega al estigma del pistilo de nuestra flor y germina formando un gametófito masculino o microgametófito. El microgametófito está formado por dos células: una célula que se dividirá por mitosis y formará dos gametos masculinos o núcleos espermáticos y otra célula que será la encargada de formar un tubo para transportar estos núcleos espermáticos desde el estigma hasta el primordio seminal.
El tubo, llamado tubo polínico, consigue llegar hasta la única parte del primordio seminal que no está cubierta por tegumentos (micrópilo) mediante la utilización de enzimas que le permiten deshacer todo aquello que le supone un obstáculo para su avance. Una vez en el micrópilo, el tubo disuelve también la pared de la nucela y la de una de las sinérgidas transfiriendo uno de los núcleos espermáticos hacia los núcleos polares y el otro hacia la ovocélula produciéndose así una fecundación doble.
La fecundación de los núcleos polares dará lugar a la formación de una célula triploide. Una célula con tres conjuntos de cromosomas. Obviamente, cada conjunto procede de cada una de las células haploides implicadas en la fecundación. Esta célula triploide se dividirá por mitosis formando un tejido triploide que será un tejido de reserva que servirá para el desarrollo del embrión en sus primeros estadios.
La fecundación de la ovocélula formará un zigoto diploide que se dividirá por mitosis muy lentamente formando un embrión. El embrión se desarrolla tan lentamente que da tiempo a que las cubiertas estériles se transformen formando la semilla que lo envuelve y protege y a su vez se desarrolle y transforme también el ovario del pistilo en el fruto que envuelve la semilla.
En angiospermas el embrión puede entrar en fase de latencia. Esto quiere decir que el embrión puede parar su desarrollo y esperar hasta que se den las condiciones ambientales adecuadas para su correcto crecimiento dando lugar así a un nuevo esporófito totalmente independiente de su abuelo "homomorfo".
Y ésta sí, esta generación y su ontogenia podemos observarla en cualquier maceta en la que escojamos plantar a un pequeño embrión latente. ¿Escogeríais una semilla de manzana?
Yummy!