Fecundación Simple en Gimnospermas
Las plantas espermatofitas son plantas que se desarrollan a partir de semillas y que se dividen en angiospermas y gimnospermas. Aunque las angiospermas son las dominantes, las gimnospermas son plantas curiosas y con características inusuales. Por ejemplo, la producción de semillas desnudas.
Las gimnospermas incluyen a aquellas especies de plantas, sobre todo árboles, que producen semillas desnudas (a diferencia de las plantas con flores o angiospermas), es decir, son semillas que no están encerradas en un ovario. Por tanto no producen flores ni frutos. Las gimnospermas incluyen a las cicadas, el yingo, coníferas y gnetofitas.
El mismo origen griego de la palabra gimnospermas nos da una pista de su principal característica: de gymnos que es "desnudo" y de sperma que es "semilla", por tanto, sus semillas están desnudas y no se desarrollan en un ovario cerrado. Las gimnospermas son plantas vasculares y espermatofitas, es decir, se producen a partir de una semilla y las generan.
Las gimnospermas son plantas que se desarrollan prácticamente en todas las zonas del mundo, pero son dominantes sobre todo en climas fríos y árticos, como en la taiga. Algunas también son utilizadas como plantas ornamentales por su madera de alta calidad. Además, las gimnospermas son plantas muy altas y longevas, unos rasgos que las diferencian claramente de otros tipos de plantas.
En cuanto a su estructura, son plantas leñosas de apariencia arbórea y que presentan raíces, tallos, hojas y semillas (embrión de la planta que resulta de la fertilización). Son plantas vasculares, es decir, poseen tejidos vasculares que les permiten distribuir el agua y otros recursos desde las raíces a las hojas.
Lea también: Entendiendo la Fecundación
Ciclo de Vida y Reproducción
Igual que las angiospermas, el ciclo de vida de la gimnospermas incluye alternancia de fases: consta de una fase dominante diploide de esporofito y otra haploide de gametofito de vida muy corta. La producción de gametos ocurre durante la fase haploide o gametofito, mientras que las esporas se dan en la fase de esporofito.
El esporofito es lo que conocemos como el árbol o la planta con todas sus partes: tronco, raíces, hojas y piñas o conos. El esporofito produce células haploides por meiosis, las cuales producen el gametofito. A estas células haploides se les llama esporas. Hay de dos tipos: megaesporas o esporas femeninas y microesporas o esporas masculinas. Se desarrollan estructuras reproductivas separadas para producir el polen y los óvulos. Es decir, producen heteroesporas.
Las estructuras reproductivas masculinas y femeninas forman unas estructuras denominadas conos. Las semillas se desarrollan en los conos femeninos. En los pinos los conos femeninos se llaman piñas.
Por ejemplo, en los pinos tenemos los conos femeninos, normalmente localizados en la parte superior del árbol, y que conocemos como piñas, y los masculinos en las partes inferiores. De esta manera se dificulta la autopolinización.
Conos Masculinos y Femeninos
Los conos masculinos están formados por una escama y dos sacos polínicos formadores de granos de polen. Los femeninos son de mayor tamaño y contienen una escama con dos óvulos. Los gametos son los granos de polen y los óvulos.
Lea también: Detalles de la fecundación humana
El cono femenino es el órgano reproductor femenino de las coníferas (y de las gymnospermas en general). Está formado por un eje central al cual se unen unidades formadas por una bráctea, una escama y un macroesporangio. Por eso se dice que es un órgano compuesto. La bráctea y la escama son hojas modificadas. La bráctea se sitúa hacia afuera y la escama hacia adentro. A las escamas se les llama también macroesporófilas u ovulíferas.
El macroesporangio es donde se formará el gametofito femenino, el gameto femenino y, tras la fecundación, se generará la semilla. Esta unidad bráctea-escama-esporangio se repite en todas las coníferas, pero con variaciones en el tamaño y forma de sus componentes. En los pinos, por ejemplo, las brácteas son muy pequeñas en comparación con las escamas. A veces las brácteas son tan pequeñas que hay que verlas con el microscopio. En algunas especies de gimnospermas como las araucarias parecen haber perdido las escamas y el esporangio se genera sobre la bráctea.
Las megaesporas se producen en unas estructuras llamadas megaesporangios, localizados en los conos femeninos, donde se desarrollará el gametofito femenino. Los gametos femeninos se forman a partir de la célula madre de la megaespora por procesos de división meiótica y mitótica que son diferentes según el grupo de gimnospermas. El micropilo del gametofito femenino, por donde entrarán los gametos masculinos, se orienta hacia el eje central de la piña. Después de la fecundación los escamas se liberan y son arrastrados por el viento llevando la semilla, que al caer al suelo germinará.
Los conos de polen son más pequeños que los femeninos. El cono masculino también tienen un eje central al cual se unen las hojas modificadas que contienen los microesporangios. A estas hojas modificadas se les llaman microesporófilos. Las microesporas se producen en los microesporangios y se desarrollan en granos de polen.
La microesporogénesis (meiosis y desarrollo de la espora) lleva a la formación de la microespora, que se transforma en el grano de polen. El grano de polen es el gametofito masculino inmaduro. El grano de polen de las gimnospermas tiene una capa externa o exina y una interna o intina. La exina tiene un carácter protector, mientras que la intina está más relacionada con la germinación y extensión del tubo polínico. La exina tiene menos grosor en la zona distal que en la proximal (donde la microspora se une en la tetrada durante meiosis). En el microesporangio se produce la meiosis que da lugar a células haploides, aunque también irán células diploides. Las granos de polen se pueden liberar conteniendo desde 1 a 5 células, incluso algunos con 40 células. El proceso varía en diferentes grupo de gimnospermas.
Lea también: FIV: Extracción de Óvulos Detallada
Polinización y Fecundación
Antes de la existencia de los granos de polen en las plantas, la fecundación estaba restringida a ambientes acuáticos. En gimnospermas hay dos tipos de fecundación: zooidogamia y sifonogamia.
- Zooidogamia: Se da en el yingo y las cicadas (gimnospermas) en las cuales el tubo polínico generado por el grano de polen libera los gametos masculinos que son flagelados en el gametofito femenino, donde nadarán hasta encontrar el gameto femenino.
- Sifonogamia: En las coníferas y gnetofitas, se libera un gameto no flagelado en el gametofito femenino.
Durante la reproducción de las plantas gimnospermas, el viento transporta el grano de polen hasta las flores femeninas y el tubo polínico penetra hasta el óvulo para dar origen al cigoto tras la fusión de gametos.
El grano de polen es arrastrado por el viento hasta los conos femeninos. Para llevar el polen hasta el óvulo y que entren en contacto, algunos grupos, como los abetos, requieren del agua de lluvia, mientras que en píceas se produce gracias a un exudado de una gota de polinización para facilitar este movimiento. Después se produce la germinación del grano de polen, que comienza con la hidratación y emisión del tubo polínico, y que puede ocurrir varias semanas después de la polinización en algunas especies. Además, el tiempo entre la polinización y la fecundación (fusión de los dos gametos) puede variar desde horas hasta meses. En las gimnospermas la formación de los gametos masculinos ocurre tras la polinización, al contrario que en angiospermas.
Mediante la emisión de enzimas digestivas, el tubo polínico llega hasta el óvulo, se abre y libera los dos núcleos espermáticos. Uno de ellos se fusiona con el óvulo para formar el zigoto y el otro se desintegra. Por lo anterior, las Gimnospermas tienen fecundación simple.
En algunas gimnospermas se pueden fecundar más de un óvulo y se llama poliembrionía, mientras que en otras un proembrión inicial se puede dividir en varios y cada una de esas partes dar a embriones diferentes, denominada poliembrionía segmentada. En cualquier caso, sólo uno de los embriones sigue adelante, y los otros abortan.
Ejemplos de Gimnospermas
Existen más de 1.000 especies de gimnospermas divididas en 88 géneros. Algunas son muy conocidas como los abetos, los pinos, los cedros, los cipreses, los enebros o las araucarias. Algunos ejemplos de plantas gimnospermas son:
- Pinophitas: Popularmente conocidas como coníferas, existen algo más de 600 especies de plantas leñosas. Las hay de hojas perennes y caduca, generalmente en forma de aguja.
- Pináceas como pinos, piceas, abetos, cedros, alerces o tsugas.
- Cupresáceas como los enebros, cipreses o las sequoias.
- Aracauriáceas como la araucaria.
- Taxáceas como el tejo.
- Podocarpáceas como el lleuque o el mañío.
- Ginkgophitas: Este grupo incluye a varias especies extintas y solo una viva. A menudo se consideran fósiles vivientes. Esta especie única es el Ginkgo biloba. Además, es muy usada como planta medicinal por sus grandes
- Cycadophitas: A menudo conocidas como cícadas.
tags: #fecundacion #simple #gimnospermas