Unidad 3

Unidad 3
Reproduc c ión en plantas
Objetivos:
los tipos de reproducción en las divisiones del reino Plantae.
algunos de los métodos de la reproducción sexual en plantas.
gimnospermas.
la estructura y los procesos de dispersión de semillas de las angiospermas.
bio l o gía 2
Introduc c ión
L
as capacidades metabólicas de crecimiento y de irritabilidad de todo ser vivo, en un momento
determinado se vuelven insuficientes para mantener su compleja organización en contra
de fuerzas externas. El ataque de los depredadores, la acción de los parásitos, la época
de sequía, cambios en el ambiente o simplemente aquellos procesos no bien definidos a los que
conocemos como "envejecimiento", representan procesos adversos que conducen finalmente a la
muerte del organismo.
Sin embargo, las especies sobreviven por un lapso mucho mayor que
el corto periodo de vida de los individuos que las integran. Esto se logra
mediante la producción de nuevos individuos por parte de los miembros
de la especie que tienen la edad y la capacidad para reproducirse antes de
envejecer y después morir. M uchos de los principales retos de estudio en
biología conciernen a la capacidad que tienen los seres vivos de producir
copias de sí mismos.
r epr oducir se?
es la capacidad que tienen los seres vivos de producir copias de sí mismos con el
objeto de perpetuar la especie.
Al tocar el tema de la reproducción de los seres vivos es necesario recordar que existen dos procesos
básicos de reproducción: la reproducción asexual y la reproducción sexual.
3.1. Generalidades
L a reproducción asexual se caracteriza por la ausencia de gametos, porque no hay recombinaci ón
genética y, por lo tanto, no se manifi esta la variabilidad. L a reproducción asexual comienza en una
célula diploide (2n), la cual va a generar nuevos individuos, también diploides, genéticamente
idénticos a su progenitor.
L a reproducción asexual se presenta entre algunos organismos de los reinos M onera, Protista,
Plantae y Animal. Puede llevarse a efecto por diversos métodos específicos.
U no de esos métodos, el más generalizado, de reproducción asexual entre los organismos
unicelulares es conocido como fisión, donde el organismo se divide en dos partes aproximadamente
iguales y cada una de ellas crece hasta alcanzar un tamaño completo, y entonces el proceso de
fisión puede volver a repetirse.
Bajo condiciones ideales, las bacterias (reino M onera) pueden reproducirse por fisión cada
20 ó 30 minutos. L a amiba, el paramecio y otros organismos del mismo reino (Protista) se
reproducen también de esta manera.
10 3
Unidad 3
Figura. 3.1. Reproducción asexual en los protistas: a) gemación y b) esporulación.
L a reproducción asexual de las células de la levadura
proceso de gemación. L a gemación difi ere de la fisión en que las dos células resultantes no son de
igual tamaño. En las células de levadura, en cierta porción de la pared, se forma un abultamiento
que se denomina yema (figura 3.1a). El núcleo de la célula progenitora se divide y uno de los
núcleos hijos pasa a la yema. Bajo condiciones favorables la yema puede a la vez producir otra
antes de que se separe finalmente de la célula progenitora.
D entro del reino Plantae solamente las algas "verde-azules" o Cyanofitas, y algunas de las
algas verdes o Clorofitas se reproducen exclusivamente de forma asexual.
L a reproducción sexual significa la formación de células sexuales o gametos por medio de
la meiosis. L os gametos son diferentes a las demás células del organismo, ya que sufrieron una
reducción cromosómica y se caracterizan por ser haploides (n). Además de la presencia de gametos,
en la reproducción sexual es necesaria la unión o fusión de los mismos durante el proceso llamado
singamia, lo que da por resultado una célula diploide (2n) llamada cigoto, que origina un nuevo
ser vivo que es el resultado de la recombinación genética de ambos progenitores.
En l a mayor ía de l as al gas verdes, roj as y pardas ( Cl or ofi t as, Rodofi t as y Feofi t as,
respectivamente), y en todas las plantas terrestres, se desarrolla la reproducción sexual. Sin embargo,
existen numerosas especies que en situaciones adversas también recurren a la reproducción asexual;
entonces presentan un ciclo de vida conocido como alternancia de generaciones.1
1
Alternancia entre las etapas diploide y monoploide en un ciclo de vida completo de muchas plantas.
10 4
bio l o gía 2
Otro dato curioso lo constituyen las incipientes manifestaciones de sexualidad rudimentaria
en las bacterias, detectable durante el fenómeno de la conjugación bacteriana. D icha conjugación
permite la transferencia de material genético de un organismo a otro. Para tal efecto existe una
bacteria con un plásmido especial que le confiere a la bacteria el carácter (+ ), mientras que la
que no lo tiene se considera (–).
U na bacteria donadora (+ ) puede transferir, a través de un puente citoplásmico entre ambas
bacterias, el plásmido, con el cual la bacteria receptora se trasforma ahora en (+ ). U na vez adquirido
el plásmido, la bacteria receptora puede heredar esta característica a su descendencia durante el
proceso de reproducción asexual conocido como división binaria.
Como hemos visto, los procesos de reproducción asexual y sexual
se presentan alter nadamente en la naturaleza, a lo largo de los diferentes
reinos biológicos.
L a reproducción, realizada mediante diferentes procesos, significa
la formación de nuevos individuos.
¿Cuáles son
los medios
de r epr oducción
de las plantas?
L as plantas multicelulares tienen varios mecanismos de reproducción. U no de los más
simples es la formación por mitosis de células reproductoras especiales2 llamadas esporas, que
se liberan del organismo y se desarrollan directamente en nuevos individuos.
L as esporas se forman por mitosis, lo que indica que no hay reducción cromosómica ni
unión de gametos, por lo que este tipo de reproducción es asexual.
L a otra forma de reproducción de las plantas es la sexual. En este caso se generan dos tipos
de células sexuales, o gametos masculinos y femeninos.
L os heterogametos3 son comúnmente de dos tipos: un gameto pequeño y móvil llamado
anterozoide o espermatozoo, y un gameto de mayor tamaño e inmóvil llamado óvulo. Al
cigoto formado por la unión de un óvulo con un anterozoide se le conoce también como óvulo
fecundado.
El anterozoide es el gameto masculino, por lo que al individuo que produce solamente
anterozoides se le conoce como macho. El óvulo es el gameto femenino y al individuo que
exclusivamente produce óvulos se le denomina hembra. En las plantas encontramos también
individuos hermafroditas, esto es, que producen tanto gametos femeninos como masculinos.
Ejercicio 1
1. L os seres vivos se reproducen a través de dos procesos denominados:
a) __________________________________ y b) _____________________________________.
2
3
D iploides.
Gametos morfológicamente distintos que se pueden unir para formar un cigoto.
10 5
Unidad 3
2. La reproducción asexual se caracteriza por:
a)
b)
c)
d)
L os progenitores forman gametos femeninos y masculinos.
L os individuos que se originan son genéticamente iguales.
La carga genética de cada organismo que se origine es diploide.
N o existe recombinación genética ni variabilidad en los nuevos seres.
3. La secuencia de esquemas describe el proceso de reproducción denominado:
b) Gemación.
c) Singamia.
4. Correlaciona los diversos tipos de reproducción con los seres vivos que se mencionan a continuación.
En algún caso pueden repetirse.
a) Amibas.
(
)
I . Esporulación.
e) Algas pardas, verdes y rojas.
f) L evaduras.
(
(
)
)
V. Singamia.
5.
a)
b)
c)
d)
Las levaduras y los hongos se reproducen por fisión.
En la reproducción asexual se forman gametos femeninos y masculinos.
La reproducción sexual forma gametos y células haploides.
La esporulación forma individuos diploides y del mismo tamaño.
(
(
(
(
)
)
)
)
3.1.1. Alternancia de generaciones
L a reproducción sexual de las plantas comprende los procesos de fecundación
(ya definido anteriormente) y meiosis. Recordarás que mediante la fecundación
¿Qué es
los núcleos de dos gametos ( n) se fusionan, con lo cual se eleva el número de
un t alo
cromosomas y pasa de la condición haploide (n cromosomas) a la condición
diploide (2n cromosomas). M ediante la meiosis, cuando el individuo está
formando sus gametos ( gametogénesis), el número de cromosomas se reduce
de nuevo y pasa de la condición diploide a la condición haploide. L a fase
haploide (n) y la fase diploide (2n) se alternan en un mismo organismo. Pero la meiosis puede
estar situada en diversos momentos del ciclo vital. Si ésta se produce en la primera división de
cigoto, todas las células serán haploides menos las del cigoto. Si la meiosis se sitúa en una posici ón
intermedia el organismo tendrá una fase haploide y una diploide, alternando las fases nucleares,
y los organismos se denominan diplohaploides.
10 6
bio l o gía 2
significa que la sexualidad o reproducción exige la existencia de un mismo tipo de organismo,
de dos clases de núcleos y de células: núcleos haploides con n cromosomas y núcleos diploides
con 2n cromosomas. Alternancia de fases nucleares y alternancia de generaciones son procesos
esencialmente diferentes uno de otro, pero en las plantas pueden sincronizarse de manera que el
gametofito es haploide y el esporofito es diploide.
Cualesquiera que sean las variaciones que se presenten en los detalles en una u otra especie
de planta, estos dos procesos deben ocurrir alternativamente si ha de continuar la reproducción
sexual. L a alternancia de generaciones es una alternación regular de dos generaciones distintas
entre sí por su modo de reproducción, representadas por individuos independientes y a menudo
diferentes desde el punto de vista morfológico.
En las plantas la fecundación y la meiosis dividen el ciclo de vida en dos talos o "generaciones"
distintas que, como ya dijimos, se van alternando. L a generación ( talo) gametofito comienza por
la espora producida por meiosis ( reducción del número de cromosomas) . L a espora es haploide
(n), como lo son también todas las células que de ella se derivan y de las cuales se genera un
individuo morfológicamente completo. Entre las células producidas por esta generación se hallan
además los gametos. Con la fusión ( fecundación) de dos gametos se inicia la generación ( talo)
esporofito. L a generación esporofito comienza, por consiguiente, con un cigoto. Éste contiene
un número diploide ( 2n) de cromosomas y todas las células que provienen del cigoto, mediante
meiosis, son también diploides. Sin embargo, en un momento dado, ciertas células experimentarán
una división celular meiótica y formarán esporas (haploides), con las cuales se iniciará de nuevo
la fase gametofito.
Puesto que el conocimiento de la alternancia de fases nucleares y la de generaciones es
fundamental para la comprensión del significado de la reproducción, es necesario que analices y
comprendas el siguiente cuadro:
espora se divide sucesivamente por mitosis y da origen a un individuo con
En la fecundación o singamia, los gametos, al fusionarse, dan origen a un
cigoto diploide.
gametos. El cigoto se divide sucesivamente por mitosis, se desarrolla en un
embrión, y posteriormente en una planta cuyas células son todas diploides.
En cierto momento, algunas de estas células experimentan meiosis y dan
origen a las esporas haploides.
10 7
Unidad 3
3.1.2. Fecundación exitosa
¿Cuáles son
los pr oblemas
que las plant as
tienen que
r esolver al
r epr oducir se?
Como ya se menci onó en l a uni dad 2, es probable que las plant as
evolucionaran a partir de antepasados acuáticos, como las algas verdes, y
aunque actualmente continúa habiendo plantas que viven en el agua, la
mayoría está acondicionada para la vida terrestre, gracias a una variedad
de adaptaciones morfológicas y fisiológicas que les permiten vivir fuera
del ambiente acuático.
En realidad el problema que implica una fecundación exitosa presenta
dos aspectos:
fecundación cruzada.4
L os gametos son células individuales que pueden sucumbir fácilmente, de tal manera que
requieren algún mecanismo que les permita, sin correr el riesgo de ser destruidos, unirse y llevar
a efecto la fecundación cruzada.
L a fecundación cruzada permite el intercambio entre la información genética de ambos
progenitores para garantizar una mayor diversidad genética entre los descendientes.
El problema se agudiza porque las plantas carecen del poder de locomoción. L a incapacidad
de las plantas para moverse implica, en cuanto a su habilidad reproductiva, resolver el problema
de dispersar la descendencia obtenida mediante reproducción sexual en sitios suficientemente
alejados de la planta madre, para evitar la competencia y en donde, además, puedan recibir
eficientemente luz solar, agua y minerales del suelo.
Estos dos problemas —a) lograr la fusión de los gametos en un ambiente que les ofrezca
protección, y b) dispersar la especie en nuevas localidades— han sido resueltos de modo diferente
en los grupos diversos de plantas, como lo estudiaremos a continuación.
Ejercicio 2
1. Relaciona las siguientes columnas.
a) Capacidad que tienen los seres vivos
b) Se caracteriza por la ausencia de
gametos y de recombinación genética. (
c) M étodo de reproducción asexual entre
los organismos unicelulares.
(
4
I . Reproducción asexual.
)
)
I II .
I V.
V.
VI .
Reproducción sexual.
Gametos.
Gemación.
Conjugación.
L a fecundación cruzada consiste en que el gameto de un individuo se fusione con el de otro individuo diferente.
10 8
bio l o gía 2
d) Crecimiento de una yema en el cuerpo
del progenitor.
(
gametos por medio de la meiosis.
f ) Su fusión da por resultado una célula
diploide llamada cigoto.
manifiesta la sexualidad de las bacterias.
h) M étodo de reproducción de las plantas
multicelulares.
i) Gameto pequeño y móvil.
j) Gameto de mayor tamaño e inmóvil.
)
VI I . Reproducción.
VI I I . Por esporas.
(
)
X. Anterozoide.
(
)
(
)
(
(
(
)
)
)
2. Las estrategias que utilizan las plantas para la fecundación exitosa son:
a) _____________________________________________________________________________.
b) _____________________________________________________________________________.
3. Coloca en los espacios las palabras que te permitan completar las siguientes oraciones:
L a generación ____________________________ comienza con un cigoto resultante de la fusión
de dos células ___________________________ denominadas ____________________________.
El cigoto se reproduce por ___________________________ y origina células con carga genética
____________________________ que formarán un embrión.
La generación ____________________________ comienza por una célula denomi nada ______
______________________ que posee _________________ cromosomas y se produce mediante
división ____________________________ que al desarrollar forma un individuo completo que
genera células ________________________ o femeninas llamadas __________________________.
4. ¿Cuál es el principal problema de las plantas para realizar una fecundación exitosa?
a)
b)
c)
d)
Carecer del poder de locomoción.
N o contar con un ambiente acuático.
Generar gametos masculinos y femeninos.
D ispersar eficientemente a los descendientes.
3.2. Musgos
El césped de musgo consiste en conjuntos apretados de vástagos foliosos. Éstos son de condición
haploide y pertenecen, por lo tanto, a la generación gametofito (figura 3.2).
En el musgo Polytrichum commune, los vástagos foliosos son de tres tipos:
femeninos, masculinos y estériles. Estos últimos no participan en la reproducción
sexual. L os vástagos masculinos se distinguen fácilmente de los otros dos tipos por
tener una punta aplanada.
¿Por qué
los musgos
pr oducen
espor as?
10 9
Unidad 3
U n corte longitudinal del vástago masculino del musgo Polytr ichum commune observado
bajo el microscopio, revela varios órganos masculinos de reproducción denominados anteridios.
Cada anteridio contiene a los espermatozoos.5
U n corte semejante a través de la planta femenina muestra varios órganos de reproducción
en forma de botella llamados arquegonios. Cada uno de éstos contiene una sola ovocélula6 dentro
de una cámara situada cerca de la base.
Cuando comienza la primavera, y si el agua es abundante, los anteridios liberan espermatozoos.
L a fuerza de las gotas de agua de lluvia, al caer sobre los anteridios, dispersa los espermatozoos
entre las plantas cercanas. En las plantas femeninas los espermatozoos nadan hacia el arquegonio,
probablemente dirigidos por un gradiente de concentraciones de ácido malónico que se difunde
desde el arquegonio.
Figura 3.2. Ciclo de vida del "pinito" Polytrichum commune. Para que pueda realizarse
desplazarse de la planta masculina a la femenina.
El espermatozoo desciende por el canal del arquegonio hacia la ovocélula, en donde tiene lugar
la fecundación. El cigoto resultante es el comienzo de la generación esporofito 2(n).
5
6
Gametos masculinos.
Gameto femenino.
110
bio l o gía 2
L as divisiones mitóticas del cigoto producen la generación esporofito adulto (figura 3.2).
El esporofito consiste de:
1. U n pie que absorbe agua y sales minerales a partir del gametofito que le dio origen.
Aun cuando las células del esporofito contienen clorofila, por lo que sintetizan su propio
alimento, también absorben algunos nutrimentos provenientes del gametofito.
2. U n pedicelo o seta que mide unos cuantos centímetros de longitud.
3. U n esporangio que se encuentra en la punta de la seta, que consta de:
a) L as células madres de las esporas que se hallan dentro del esporangio.
b) El opérculo que cierra la entrada hacia el interior del esporangio.
c) L a caliptra que cubre todo el esporangio. Es interesante notar que la caliptra se deriva
de la pared del arquegonio que dio origen al esporofito.
D urante el verano, cada una de las células madres de las esporas, 7 situada en el interior del
esporangio, se divide por meiosis y produce cuatro esporas,8 con las cuales se inicia la generación
gametofito.
Al finalizar el verano la caliptra y el opérculo se separan del esporangio, y el descenso de
la humedad hace que un anillo de dientes situado en el interior del orificio abra el esporangio.
L as esporas son entonces lanzadas hacia fuera, y debido a su tamaño tan pequeño pueden ser
transportadas por el viento a grandes distancias.
Si una espora cae en un hábitat apropiado9 germinará, y dará lugar a un filamento de células
verdes denominado protonema.
L a semejanza que existe entre el protonema y ciertas algas verdes filamentosas ha hecho
pensar a algunos botánicos que los musgos evolucionaron a partir de las algas verdes. El protonema
desarrolla yemas a partir de las cuales se desarrollan los vástagos foliosos —masculinos, femeninos
y estériles— con cuya reproducción se cierra el ciclo.
L a generación gametofito produce los gametos y lleva a efecto
la reproducción sexual, con lo que se asegura la recombinación de
información genética de los progenitores y se propicia la variabilidad de la
especie. Este proceso requiere, sin embargo, que haya agua en abundancia;
por eso, cuando se presentan primaveras secas, la reproducción sexual
deja de llevarse a cabo.
¿Cuál es el papel
que desempeña
cada una de estas
dos fases en el
ciclo de vida
del musgo?
Aunque el esporofito puede producir parte de su propio alimento, depende del gametofito
con respecto al suministro de agua y a los nutrimentos minerales. Su contribución a la supervivencia
de la especie consiste en la producción de millares de esporas transportables por el viento, con lo
que asegura la dispersión de la especie y hace posible la colonización de nuevos hábitats.
7
D iploides.
8
9
111
Unidad 3
3.3. Helec hos
¿Cómo
pr opician los
helechos la
var iabilidad
de la especie?
L a planta de helecho, perteneciente al Subphylum Pterópsida, representa la
generación esporofito o diploide. L a generación gametofito o haploide
lo constituye el prótalo, especie de pasto plano, verde, fotosintético, en
forma de corazón ( figura 3.3) .
El "helecho de N avidad" es un ejemplo típico. L as hojas, a menudo
denominadas frondas, constituyen la única parte de la planta visible sobre
el terreno. L as hojas se desprenden a partir de un tallo subterráneo, o rizoma, en el cual también
generación espor ofito adulto, ya que
están constituidas por células diploides (2n).
Al comenzar el verano se puede observar que en el envés de los foliolos10 aparecen manchas
oscuras. Estas manchas no significan que el helecho padezca algún tipo de enfermedad, sino
que se trata de algo normal en su ciclo de vida. En realidad, cada mancha da origen a un soro,
que es una masa de estructuras reproductoras, que consiste en varios esporangios adheridos a
pedicelos (figura 3.3).
D entro de cada esporangio las células madres de las esporas experimentan meiosis para
producir, cada una, cuatro esporas. Cuando la humedad en el ambiente disminuye, las células de
las delgadas paredes de la cubierta del esporangio, denominada estomio, se separan por la acción
de la desecación, y el anillo se endereza y levanta lentamente. Posteriormente, con un movimiento
repentino, el anillo se curva hacia adelante y expulsa las esporas (figura 3.3) .
Este efecto de dispersión de las esporas se puede demostrar experimentalmente con ayuda de un
microscopio. El procedimiento a seguir es el siguiente:
1. Se humedecen en una pequeña cantidad de alcohol, durante uno o dos días, unos cuantos foliolos de
.
helechos que contengan
2. Luego, con la ayuda de un cuchillo o espátula, se raspan unos cuantos soros sobre la lámina de un
portaobjetos.
3. Al observarlos con el objetivo de mayor aumento podrás apreciar fácilmente los detalles estructurales
del esporangio.
4. A medida que el portaobjeto se calienta debido al calor emitido por la fuente de iluminación, el alcohol
.
10
Superficie inferior de las frondas.
112
bio l o gía 2
Si las esporas de los helechos son transportadas por el viento hasta depositarse sobre un
hábitat apropiado, es decir húmedo y sombreado, germinarán y darán origen, cada una, a un
filamento de células. Cada filamento crece y se desarrolla en una estructura pequeña, 11 plana,
verde12 y de forma acorazonada, conocida como prótalo que, como ya se mencionó, constituye
la generación gametofito del helecho (figura 3.3).
Figura. 3.3. Ciclo de vida de un helecho típico. Observa la (en forma de pasto)
y la (el helecho).
El prótalo se fija a la superficie del suelo mediante filamentos que forma a partir de las células
epidermales. D ichos filamentos reciben el nombre de rizoides, los cuales realizan funciones de
nutrición al absorber agua y sales minerales que extraen del suelo.
L as células del prótalo son haploides y representan l a generaci ón gamet ofi to maduro.
En la superficie inferior del prótalo se encuentran los órganos sexuales, esto es, los anteridios,
que producen espermatozoos, y los arquegonios, que producen la ovocélula. Cuando la humedad
es abundante los espermatozoos son liberados y nadan, por lo general hacia el arquegonio de
un prótalo distinto, ya que los dos tipos de órganos sexuales de un mismo prótalo maduran en
momentos diferentes. Esta estrategia permite a los helechos realizar una fecundación cruzada, que
a la vez implica una mayor oportunidad para la diversificación o variabilidad de la descendencia,
y por ende, de la especie.
11
12
Aproximadamente de medio cm.
Con clorofila.
113
Unidad 3
¿Qué es la
fecundación
cr uzada y
cuál es su
impor tancia?
L a fecundaci ón ocurre dentro del arquegonio y con ella se ini cia
una nueva generación esporofito. El embrión del esporofito se desarrolla
mediante repetidas divisiones o mitosis del cigoto. U na estructura presente
en el embrión pero ausente en el esporofito maduro, es el denominado pie.
Este órgano se hunde en los tejidos del prótalo del cual extrae el agua y el
alimento necesario para su desarrollo, hasta que la aparición de raíces del
rizoma y las hojas hagan posible su independencia nutricional.
Es importante notar que aunque el prótalo es una estructura muy pequeña en comparación
con el esporofito maduro, constituye una planta autotrófica13 independiente que, inclusive, es
capaz de sostener al embrión del esporofito durante las primeras etapas de su desarrollo.
Ejercicio 3
1. El protonema de los musgos se origina a consecuencia del desarrollo de:
a)
b)
c)
d)
Las esporas.
L os vástagos masculinos.
El cigoto.
L os vástagos femeninos.
2. La estructura que se representa a continuación caracteriza a un:
a)
b)
c)
d)
Anteridio de los musgos.
Esporangio de los helechos.
Arquegonio de los musgos.
Cono o estróbilo de gimnospermas.
3. El prótalo de los helechos se afianza al terreno mediante _____________, en cambio el embrión
del esporofito utiliza el ________________ para extraer nutrimentos del __________________.
4. Las estructuras pardo oscuras denominadas soros, situadas en el envés de los foliolos de los
helechos:
a) I ntegran porciones de los arquegonios.
c) Resultan de la maduración de los prótalos.
d) Contienen abundantes esporangios.
5. Las células que constituyen el prótalo tienen carga genética ____________________, por lo tanto,
un prótalo formará ____________________ que generan espermatozoos, y otro tipo de prótalo
formará arquegonios que generarán ____________________.
13
Planta autotrófica: planta que lleva a cabo la fotosíntesis
114
bio l o gía 2
6. La generación gametofito de los helechos está representada por:
a)
b)
c)
d)
Las hojas.
El prótalo.
El tallo o rizoma.
Las raíces.
3.4. Gimnospermas
L as gimnospermas representan a las plantas terrestres propiamente dichas, ya que se pueden
establecer y desarrollar exitosamente en sitios que resultarían demasiado secos para la mayoría de
los musgos o de los helechos, gracias a que han desarrollado varias adaptaciones estructurales.
En las coníferas, que son las gimnospermas más comunes, los dos tipos de esporangios se
producen en estructuras que conocemos como estróbilos o conos. Si has visitado un bosque de
coníferas —el cual puede estar constituido por especies de pinos, oyameles, etcétera— seguramente
estarás familiarizado con los estróbilos femeninos de las coníferas, conocidos en muchas partes
de M éxico como "piñas" (figura 3.4).
L os conos masculinos aparecen en la primavera y son más pequeños y de más corta duración.
En el interior de estos conos se producen, mediante meiosis, las microsporas con las que se inicia
la formación del gametofito masculino ( n) .
GRANO DE POLEN
(GENERACIÓN GAMETOFITA
Estróbilos femeninos
en el momento
de la polinización
)
CONOS MASCULINOS
Tejidos
del
esporofito
Estróbilos
de un año
de edad
Ovocélula
Tejidos del gametofito
Tubo polínico
(GENERACIÓN GAMETOFITO
)
Ala
Endosperma
Embrión
Testa
Estróbilo de dos años de edad
SEMILLA
Figura 3.4. Ciclo de vida de un árbol de pino. La fertilización de la ovocélula ocurre en el interior
115
Unidad 3
producen cuatro granos de microesporas, denominadas polen, con cuatro células. Posteriormente,
los granos de polen son liberados a partir de los estróbilos o conos masculinos.
En el interior de los estróbilos femeninos la macrospora experimenta también un periodo
de desarrollo que conduce a la formación de un gametofito femenino maduro (figura 3.4).
Esta estructura pequeña —gametofito femenino maduro— permanece en el interior del
estróbi lo, rodeada por los tejidos del esporofito que le dio origen. Parecería tratarse de un cambio
sencillo, pero en realidad es de inmensa importancia para la supervivencia de las gimnospermas
en un ambiente seco, ya que la retención del gametofito femenino en el interior de los tejidos
del esporofito hace que no sea necesaria la humedad exterior del ambiente para que se pueda
efectuar la fecundación.
L os granos de polen son llevados por medio del viento, desde los estróbilos masculinos
hasta los estróbilos femeninos, en donde germinan.
En las gimnospermas ancestrales se producían, probablemente, espermatozoos móviles,
capaces de nadar hacia las ovocélulas situadas en el interior del arquegonio, impulsándose en el
f luido segregado por los tejidos del esporofito. Este f luido se derivaría en última instancia del
sistema radicular que se extiende por debajo del suelo. D e esta manera se eliminaba la necesidad
de disponer de agua superficial para los movimientos de los espermatozoos.
El árbol gingko, cultivado en los parques de las ciudades, es una gimnosperma que todavía emplea
este método para la fertilización. Por esta razón se le considera una gimnosperma de tipo primitivo.
En las gimnospermas recientes el gametofito masculino no produce espermatozoos capaces
de nadar. En su lugar los granos de polen germinan y forman un tubo fino denominado tubo
polínico, el cual crece en el interior de los tejidos del estróbilo femenino 14 hasta que alcanza las
cercanías de la ovocélula.15 Luego, el tubo se rompe y un núcleo —el núcleo del esper matozoo—,
se une con la ovocélula para formar el cigoto.
A pesar de que la estrategia del tubo polínico surge como una nueva adaptación de las
plantas terrestres, que no requieren del agua para lograr la fecundación, la condición básica de
ésta permanece inmodificada. Es decir, que el proceso importante de la fecundación ocurre en el
interior de los tejidos del esporofito, a salvo de los posibles efectos desfavorables del medio externo.
L a producción de dos tipos de esporas y de dos tipos de gametofitos implica que las esporas
de las gimnospermas ya no pueden cumplir la función de di spersi ón que se lleva a cabo en los
musgos y en los helechos, por lo que han desarrollado una estrategia para reali zarla. En los
14
15
Estructura parecida a un cono.
En los pinos este proceso puede durar hasta un año.
116
bio l o gía 2
musgos y en los helechos una sola espora puede germi nar en el suelo y formar un gametofito
provisto de ambos ti pos de órganos sexuales y llevar a efecto la reproducción sexual, con lo cual
el organismo se establece pronto en el nuevo ambiente, quedando así asegurada la dispersión
de la especi e.
En cambio, las esporas de las gimnospermas no pueden ser agentes de dispersión. El único
sitio donde las microesporas pueden germinar es en el estróbilo femenino de la misma planta o,
de ser posible, en el estróbilo de otra planta de la misma especie. N o obstante que la microespora
es transportada de una planta a otra por el viento, esto no significa un verdadero proceso de
dispersión de la especie a un nuevo hábitat.
L a función de dispersión en las gimnospermas la lleva a cabo la semilla. D espués de la
fertilización el cigoto, mediante repetidas mitosis, se desarrolla y forma en el embrión del esporofito
(figura 3.4). Alrededor del embrión se desarrolla un tejido nutritivo, denominado endosperma.
Este tejido se deriva de las células del gametofito femenino, por lo que sus células presentan la
condición haploide y su función es nutrir al embrión. Sin embargo, las materias alimenticias
que contiene se derivan del esporofito. Alrededor del embrión y del endosperma se desarrolla
otra capa de tejido celular protector que también es derivado del esporofito. Esta capa de tejido
generalmente se amplía o extiende a manera de "ala" delgada en uno de los lados de la semilla.
En los pinos todo este proceso requiere de un año para desarrollarse completamente.
La
en estadio temprano de desarrollo, a partir de un cigoto.
es una planta,
Al finalizar este periodo los conos femeninos se abren y liberan, una por una, las semillas
que contienen. El "ala" de la cubierta de la semilla sirve a modo de propulsor para acrecentar
la distancia que el viento puede transportar a la semilla, alejándola de su progenitor y en busca
de un espacio libre que presente las condiciones adecuadas para su desarrollo. L a cubierta de la
semilla sirve a la vez para proteger al embrión y evitar que muera por deshidratación.
Entonces, si la semilla es transportada a un sitio apropiado, es decir,
moderadamente húmedo, absorberá agua y el embrión comenzará a realizar
su proceso metabólico y empezará a crecer.
¿Qué es un
embr ión?
Este proceso de restablecimiento del crecimiento se denomina germinación. Al principio,
el crecimiento ocurre gracias al alimento almacenado en el endosperma. Sin embargo, a medida
que la planta joven alcance la luz, podrá, gracias al proceso de la fotosíntesis, elaborar su propio
alimento.
El endosperma se consume totalmente al tiempo que la cubierta de la semilla se desprende.
Esto significa que cualquier célula de la planta en proceso de crecimiento, desciende del cigoto.
Comparado con los gametofitos antes descritos, el gametofito de las gimnospermas es
117
Unidad 3
femenino son diminutos y completamente dependientes, en cuanto a la nutrición se refiere, del
esporofito que les dio origen.
L a fecundación de los gamet os es posible solament e graci as a las estructuras que el
esporofito desarrolla para ese efecto. El embrión en desarrollo ya no es protegido por la generación
gametofito, como ocurre en los musgos y en los helechos, sino que obtiene del esporofito su
nutrición y protección. 16
L a generación esporofito lleva a cabo la dispersión de la especie. Sin embargo, esto ya no
se cumple mediante el transporte de las esporas por el viento, sino mediante las semillas, que
también son llevadas por el viento.
Ejercicio 4
1. La función de dispersión de las especies en las gimnospermas se efectúa mediante el traslado por
el viento de:
a)
b)
c)
d)
L os estróbilos femeninos.
L os granos de polen.
L os estróbilos masculinos.
Las semillas.
2.
a) L os soros (estructuras que contienen las esporas de los helechos) se sitúan
en las raíces.
b) Las células que integran al prótalo de los helechos son haploides.
c) Los anteridios y arquegonios forman parte de las hojas o frondas de los helechos.
d) Las macrosporas y microsporas son las células sexuales de las gimnospermas.
e) En el interior de las denominadas "piñas" de las coníferas se forman
gametofitos femeninos.
f ) La semilla de las gimnospermas está formada por el embrión y por el
endosperma.
(
(
(
(
)
)
)
)
(
)
(
)
3. Relaciona las dos columnas:
a) Plantas que se pueden establecer y desarrollar
exitosamente gracias al desarrollo de
adaptaciones estructurales.
(
b) Estructuras en las que se producen los dos tipos
de esporangios de las coníferas.
(
c) Estróbilos femeninos de las coníferas.
(
16
)
)
)
El endosperma es gametofítico, pero sus reservas alimenticias provienen del esporofito.
118
I.
I I.
I II .
I V.
V.
Piñas.
Gimnospermas.
Estróbilos o conos.
Semilla.
Polen.
bio l o gía 2
d) Granos de microesporas liberados a partir
e) L leva a cabo la función de dispersión en las
gimnospermas.
f) Lugar en donde germinan los granos de polen.
g) Planta en estadío temprano de desarrollo.
VI . Embrión.
(
(
(
)
)
)
3.5. Angiospermas
L as angiospermas son las plantas que más han evolucionado recientemente,
si bien se estima con base en el análisis de los fósiles identificados que
se desarrollaron en el Cretáceo, hace aproximadamente 135 millones de
años.
El ci clo de vida de las angiospermas o antófitas es similar al de
las gimnospermas. Bajo un análisis detallado de las diferentes especies
de angiospermas se observan diferencias menores; sin embargo puede
considerarse que los rasgos principales del ciclo de vida de las angiospermas
son comunes a todas las especies que las constituyen.
¿Cuál es la
pr incipal
car act er ística
de las
angiosper mas?
Como podrás recordar, las angiospermas son plantas cuya principal característica radica en
la presencia de órganos reproductores que conocemos como f lores.
3.5.1. La f lor
L a f lor, que es una característica de las angiospermas, aumenta las posibilidades de la planta de
tener una reproducción exitosa.
En la mayoría de las angi ospermas las f l ores son per fect as, es
decir, cada f lor lleva tanto microesporangios ( granos de polen) como
macroesporangi os ( óvulos) y produce, por lo tanto, ambos tipos de
esporas. L as microesporas se producen en los estambres; las macroesporas
en el pistilo (figura 3.5) . El estambre está compuesto de una estructura
lobulada denominada antera o microesporangio, la cual está sostenida
por el filamento. L os granos de polen se forman en la antera.
Por meiosis de las células madres se producen cuatro microesporas
por cada una. Éstas se desarrollan y cada una da lugar a un grano de
polen bicelular provisto de una pared posterior. El pistilo se compone del
estigma, del estilo y del ovario (figura 3.5). El ovario contiene una cámara
en cuyo interior se encuentran las macroesporas u óvulos. El número y
la distribución de los óvulos dentro del ovario varían considerablemente
de una especie a otra.
¿Por qué
se dice que
las f lor es son
per fectas?
¿Cómo se
lleva a cabo la
fecundación
en las
angiosper mas?
119
Unidad 3
M ediante meiosis, las células madres de la macroespora producen cuatro células haploides:
la macroespora de mayor tamaño y tres células pequeñas que luego se desintegran.
El núcleo de la macroespora experimenta tres divisiones mitóticas sucesivas. L os núcleos
producidos ( 8) se distribuyen e independizan unos de otros mediante paredes celulares, tal como
se ilustra en la figura 3.5. Esto representa la generación gametofito femenino.
L as dos células más importantes en la generación gametofito femenino son la ovocélula y
una célula central de mayor tamaño que contiene los dos núcleos polares. A partir de esta última
célula se forma el endosperma de la semilla.
Figura 3.5. Ciclo de vida de una angiosperma. El fruto se desarrolla a partir de la pared del ovario.
A pesar de que en algunos grupos de angiospermas17 el polen es transportado por el viento, la
mayoría se distinguen, particularmente, por la participación, en su proceso de polinización, de una
variedad de animales (agentes polinizantes).
17
Como es el caso de las gramíneas.
120
bio l o gía 2
Esto es posible, en gran medida, gracias a que conjuntamente con los estambres y el pistilo
pueden encontrarse estructuras accesorias con las que atraen la atención y consiguen la colaboración
de aves, insectos y otros animales. L as más llamativas son los pétalos, multicolores y brillantes,
que en conjunto forman la corola, rodeada a la vez por un verticilio de sépalos, denominado
cáliz. Junto con los pétalos pueden hallarse glándulas que producen olores fragantes.
Estas estructuras accesorias son las que nos proporcionan un gran placer estético. En los
bosques, campos, jardines e invernaderos, la extraordinaria variedad de formas y de colorido de
las corolas constituye un deleite para el hombre. Si se exceptúan, sin embargo, ciertas especies
domésticas, estas formas y colores no están hechas para producir deleite visual. Sirven más bien
para atraer a ciertos animales de tamaño pequeño, los cuales, mientras se posan de f lor en f lor,
incidentalmente pueden transportar granos de polen de la anter a de una f lor al esti gma de otra.
nectarios, receptáculos
que excretan una soluci ón azucarada denominada néctar, con la cual premian la visi ta del
animal.
L as aves18 y los murciélagos polinizan algunas f lores, pero la gran mayoría de ellas son
polinizadas por insectos. Escarabajos, moscas, mariposas, polillas y abejas son polinizadores
activos.
L a relación entre la planta y el ani mal puede ser muy libre. Algunas angiospermas son
polinizadas por muchos tipos de insectos y algunos insectos polinizan muchos tipos de plantas.
En ciertos casos las relaciones son más estrechas.
U n caso particular de relación estrecha es el de una orquídea tropical polinizada por una
sola especie de polilla, la cual a la vez se limita a alimentarse exclusivamente del néctar de ese
tipo de f lor. L a polilla posee una probosis (apéndice bucal) de 25 cm de largo, idóneo para la
orquídea, la cual tiene un nectario situado a 25 cm de profundidad. Otras orquídeas cuentan con
pistilos cuya forma y distribución del color mimetiza los abdómenes de las hembras de ciertos
insectos. En el intento de aparearse con estas hembras "fingidas", los machos transportan el polen
de manera efectiva de una f lor a otra.
Por lo general, las f lores que son polinizadas por los insectos son perfectas, es decir, poseen
en una misma f lor tanto estambres como pistilos. D e allí se derivan dos ventajas:
a)
18
En primer lugar, aumenta la posibilidad de que ocurra una polinización efectiva. En las
f lores perfectas, en cada visita que efectúe el polinizador, el polen de la última f lor visitada
se deposita y al mismo tiempo se recogen nuevas cantidades de polen fresco, lo que asegura
una polinización efectiva y la variabilidad en la descendencia. En el caso de las f lores
imperfectas, es decir, que contienen estambres o pistilos, pero nunca ambos, un insecto
polinizador tiene que visitar alternadamente f lores con estambres y f lores con pistilos
para alcanzar una eficiencia comparable a la de las f lores perfectas en la polinización.
Por ejemplo el colibrí.
121
Unidad 3
b) En segundo lugar permite la autopolinizaci ón. En las f lores perfectas, si la polinización
entre diferentes f lores19 deja de darse, la f lor puede ser polinizada por sí misma. Esta
autopolinización conduce a la producción de semillas, aunque la similitud genética de
los gametos disminuirá el rango de variabilidad en la descendencia.
¿Cómo act úan
los agent es
polinizantes?
Ciertas f lores de las angiospermas se han modificado de tal manera
que la autopolinización es la regla y no la excepción. L a corola del guisante
encierra los estambres y el pistilo de modo que los insectos no pueden
alcanzar fácilmente estas estructuras. M uchas violetas producen, además de
sus f lores conspicuas de polinización cruzada,20 f lores pequeñas que nunca
se abren, por lo tanto, no exponen sus estambres y pistilo a los insectos
polinizadores (figura 3.6).
Figura. 3.6. F lores de la violeta. Las f lores provistas de pétalos presentan polinización cruzada,
las otras (detalle) son autopolinizadas.
L as modificaciones f lorales que promueven la polinización cruzada son más frecuentes que
aquellas que la evitan. En muchas especies los estambres y el pistilo de la misma f lor maduran en
periodos diferentes. En algunas especies los segmentos f lorales están distribuidos de tal manera que
existe poca probabilidad para la transferencia directa del polen de la antera hacia el estigma.
L a f lor de la salvia posee estos dos mecanismos y además un estambre articulado, el cual se
dobla hacia abajo y deposita el polen sobre la abeja que empuja en la articulación del estambre
(figura 3.7). En muchas angiospermas, por ejemplo el trébol rojo y algunas variedades de manzanas,
el polen no germina en el estigma de la misma planta. Estas plantas se denominan autoestériles.
Otro mecanismo que permite asegurar la polinización cruzada es la presencia de f lores
imperfectas en plantas separadas. L as especies en las cuales se presenta esto, por ejemplo el
19
20
Conocida como polinización cruzada.
Conocidas también como heterogámicas.
122
bio l o gía 2
sauce, el álamo, el árbol del aguacate y la palma de dátiles, se denominan dioicas (sexos separados)
—las especies que poseen f lores i mperfect as en la mi sma plant a se denomi nan monoicas—.
L a fertilización que pueda ocurrir entre estas f lores no produce mayor variabilidad hereditaria
que la que podría producir la autopolinización dentro de una misma f lor.
Aun cuando los diversos individuos de una especie crezcan en épocas diferentes, su f loración
sincrónica parece estar relacionada con los cambios en la longitud del día y de la noche, a medida
que avanza el año. Este fenómeno natural representa también un factor importante para favorecer
la polinización cruzada.
L a polinización en las angiospermas también puede favorecerse por la acción del viento.
L os álamos, los robles, el olmo, los abedules, las gramíneas ( como el maíz y el trigo) y muchas
otras angiospermas son polinizadas por el viento. Sus f lores no necesitan tener pétalos, perfume
o néctar. A menudo son imperfectas, como lo son también los estróbilos de las gimnospermas,
las cuales, como recordarás, son también polinizadas por el viento.
L os estambres de las f lores masculinas están expuestos al viento y producen considerables
cantidades de polen liviano y seco. El polen llevado por el viento puede causar una clase de catarro
y cierta alergia en los ojos de los humanos. Por otra parte, los estigmas de las f lores pistiladas
(receptoras del polen) son, por lo general, largos y pegajosos. Su ovario contiene, por lo regular,
pocos óvulos.
Pistilo
sin madurar
Pocos días después
Estambre
maduro
1
Pistilo
maduro
2
3
Figura 3.7. Polinización en la salvia. La polinización cruzada se consigue por (1) maduración
del estambre hacia el pistilo, (2) un mecanismo de gatillo que permite que el polen se deposite
sobre el insecto polinizador, (3) crecimiento posterior del pistilo de tal manera que las abejas
que visiten la f lor en busca de néctar entren en contacto con ella.
Si bien las f lores anemófilas21 no brindan deleite estético, sí tienen otros beneficios: todos
los granos de cereales provienen de especies anemófilas, y en conjunto proporcionan directamente
la mayor cantidad de alimentos que consume el hombre.
21
123
Unidad 3
U na vez que el polen, por un medio o por otro, se deposita sobre el estigma de una f lor de
la misma especie, germina y forma el tubo polínico. Éste contiene dos núcleos: el núcleo del
tubo y el núcleo generativo. A medida que el tubo polínico inicia su crecimiento descendente
hacia el ovario, el núcleo generativo se divide por mitosis y forma dos núcleos espermáticos.
El tubo polínico, con sus tres núcleos, representa el gametofito masculino maduro. Penetra
en el óvulo a través del micrópilo (figura 3.5) y se rompe. U n núcleo espermático se une con
la nueva célula y forma el cigoto (2n). El otro núcleo espermático se une con los dos núcleos
polares para formar el núcleo del endosperma que contiene 3n cromosomas. Al término de la
fecundación el núcleo del tubo se desintegra.
Ejercicio 5
1. Las f lores de las angiospermas producen _____________________ y macrosporas. En la mayoría
de los casos sus ________________ son perfectas, es decir, producen ambos tipos de esporas. Las
_________________ se producen en los estambres y las ____________________ en el pistilo.
2. Relaciona las dos columnas. (Pueden repetirse respuestas o quedar alguna sin relacionar).
a)
b)
c)
d)
L as angiospermas.
Pétalos y corola.
N ectario.
Pistilo.
(
(
(
(
)
)
)
)
g) Polinizar a las f lores perfectas
cuando la polinización cruzada
h) El agua.
I . Se compone del estigma, estilo y ovario.
I I. Se distinguen por la participación de una
gran variedad de animales en el proceso
de polinización.
I V. Se encuentran en plantas que son
polinizadas por animales.
( )
polinizadas por los insectos.
angiospermas.
3. Componente de las plantas que permite diferenciar la clase angiosperma de la gimnosperma:
a) Raíces.
4. U na f lor es perfecta porque:
b) Sólo forma granos de polen.
d) Presenta nectarios y glándulas olorosas.
124
bio l o gía 2
5. M enciona tres características de las f lores que sirven como elementos de atracción para la
polinización por animales.
a) _____________________________________________________________________________.
b) _____________________________________________________________________________.
c) _____________________________________________________________________________.
3.5.2. La semilla
L as divisiones mitóticas del cigoto y del núcleo del endosperma llevan a la formación de la semilla
(figura 3.8). L a semilla consiste de:
1. La plúmula, que a la vez se compone de dos hojas embrionarias que habrán
¿Qué es la
de convertirse en las primeras hojas de la planta, y en una yema terminal
semilla?
denominada yema apical. La yema terminal contiene el meristemo que permite
el crecimiento ulterior del tallo.
2. El hipocótilo y la radícula, los cuales, mediante crecimiento, dan lugar al vástago y a la raíz
primaria, respectivamente.
3. L os cotiledones, que almacenan el alimento utilizado durante la germinación de la semilla.
Figura 3.8. Estructuras de un grano de maíz, donde la cubierta del ovario de la f lor
—el grano de maíz— es en realidad un fruto con una única semilla en su interior.
El alimento almacenado en los cotiledones procede del endosperma, el cual, a la vez,
proviene del esporofito. En muchas angiospermas —como el frijol común— el endosperma es
totalmente consumido y sus reservas alimenticias pasan a los cotiledones una vez completado el
desarrollo de las semillas.
125
Unidad 3
En otras plantas, el endosperma persiste en la semilla madura. Esto ocurre en algunas
dicotiledóneas y en todas las monocotiledóneas. D esde luego, estas últimas tienen solamente un
cotiledón en la semilla (figura 3.8) . L as células del endosperma de las angiospermas son triploides
(3n), en contraste con el endosperma haploide ( n) de las coníferas y de otras gimnospermas.
M ientras se desarrollan estas estructuras, las paredes del óvulo se engrosan y forman los tegumentos
protectores de la semilla.
L a semilla, por consiguiente, es el embrión durmiente del esporofito, provisto de reservas
alimenticias y de cubiertas protectoras.
Sus dos funciones principales son:
L as plantas "anuales"22 pueden sobrevivir solamente mediante la producción de semillas
resistentes. Cuando en el otoño llega la época de escarcha, las plantas adultas mueren. Sin embargo,
muchas de sus semillas permanecen vivas, aunque en estado latente, a través del invierno. Cuando
las condiciones vuelven a ser favorables para el crecimiento de la planta, la semilla germina y se
desarrolla una nueva generación de plantas adultas.
3.5.3. El fruto
¿Cuál es
la función
del fr ut o?
El fruto representa una estructura de las angiospermas que surge como una
estrategia que satisface el problema de la dispersión de las semillas.
El fruto se forma a partir de la pared del ovario —ocasionalmente también
participan otras partes de la f lor—. El fruto contiene las semillas. El término
fruto no se restringe simplemente a aquellos tipos de frutos suculentos que el
hombre consume con agrado.
El fruto del arce y el del "diente de león" son ejemplos de frutos provistos de un dispositivo que
facilita la dispersión de las semillas por el viento. L a "pega-pega" o "pegarropa", Acaena elongata,
es un fruto que contribuye a la dispersión de las semillas adhiriéndose o pegándose a la piel de
animales que pasan junto a la planta, aprovechando su poder de locomoción para transportar las
semillas hacia nuevas localidades.
El coco es un fruto que al f lotar hacia nuevas localidades cumple la función de dispersar
la única semilla que contiene. Conjuntos de palmas de coco rodean todas las islas del Pacífico.
L as palmas que se inclinan sobre el agua dejan caer sus frutos y éstos son llevados por el mar
hacia nuevos espacios. Este fruto es capaz de germinar en el agua salada y generalmente puede
permanecer viable23
por el agua de lluvia y entonces puede germinar y convertirse en una planta adulta.
22
23
Como el frijol, los cereales y muchas malas hierbas.
U na semilla viable es aquella que tiene vida, es decir, que es capaz de germinar.
126
bio l o gía 2
Entre las más interesantes adaptaciones del fruto están aquellas gracias a las cuales se lleva
a cabo la dispersión mecánica. L a legumbre (por ejemplo, la wisteria) , las vainas del avellano,
del "no me toques" y del pepino lanzan las semillas en una especie de "explosión" cuando el fruto
se seca en el otoño. Aunque las distancias que recorren estas semillas son cortas y no permiten
una dispersión rápida de las especies, son suficientes para disminuir la probabilidad de que las
plántulas deban competir con sus padres en el aprovechamiento de la luz, la humedad y los
minerales del suelo.
Viento
Viajeros adheridos
Semilla (dentro)
Diente
de león
Pega-pega
Semilla
(dentro)
Vallico
Arce
Semilla
Agua
Frutos comestibles
Semilla
Semilla
Coco
Mora
Nuez
(bellota)
Mecánico
Semillas
Semillas
Semillas
Cohombrillo
Semillas
Wisteria
Avellano
No me toques
Figura. 3.9. Los frutos y su función en la dispersión de las semillas.
127
Unidad 3
L os frutos comestibles son mecanismos efectivos de dispersión. Las ar dillas, los r atones del
campo y otros roedores raras veces comen todas las nueces y granos que almacenan en el otoño.
Cuando llega la primavera las semillas abandonadas pueden germinar a una distancia considerable
de la planta madre. L os distintos tipos de bayas se caracterizan por poseer semillas diminutas
que pueden transitar por el tubo digestivo de las aves y de otros animales sin sufrir daño alguno.
El animal las expulsa con la defecación en localidades distintas. El estiércol que acompaña a las
semillas provee a la plántula de sustancias minerales y sustrato orgánico: humus.
Ejercicio 6
1. L a semilla consiste en: la ______________________ que se compone de dos hojas embrionarias,
la ______________________ que contiene el meristemo; el ______________________, el cual
mediante crecimiento da lugar al vástago; la ______________________ que da lugar a la raíz
primaria, y los cotiledones que ____________________________________________________
________________________________________________________________________________.
2. Porción de la semilla que almacena sustancias nutritivas:
a)
b)
c)
d)
Radícula.
Cotiledón.
Plúmula.
Yema terminal.
3. M enciona dos funciones que desempeña la semilla:
a) _____________________________________________________________________________.
b) _____________________________________________________________________________.
4. ¿D e qué parte de la f lor se forma generalmente el fruto de las angiospermas?
a) Corola y sépalos.
b) Cotiledones.
c) Ovarios.
5. El fruto que se esquematiza se dispersa preferentemente mediante la acción de:
a)
b)
c)
d)
L os roedores.
El agua.
Las aves.
El viento.
3.5.4. Germinación
L a germinación consiste en el restablecimiento del crecimiento del embrión en el interior de
la semilla (figura 3.10) . Para que ocurra se requiere de temperatura y humedad adecuadas, y
128
bio l o gía 2
suministro apropiado de oxígeno. L as condiciones que resulten
apropi adas para una especie probablemente no lo sean para
otra, pero cualqui era que sea la especie, las tres condiciones
mencionadas deben llenarse con algún grado de eficiencia.
¿Cuáles son las
adapt aciones que
pr esent an las
angiosper mas
par a la ger minación
de la semilla?
M uchas semillas también necesitan un periodo de latencia.
Por ejemplo, las semillas de los manzanos y duraznos germinan
solamente después de un peri odo prolongado de frío. Existe
evidencia de que muchas semillas, cuando acaban de formarse, contienen una sustancia química
inhibidora. Este inhibidor de la germinación se descompone paulatinamente bajo la acción de
temperaturas bajas hasta que finalmente deja de impedir la germinación. En ese momento las
condiciones ambientales son ya favorables para el establecimiento de la plántula.
Figura. 3.10. Germinación de una angiosperma.
L as semillas de muchas angiospermas del desierto poseen inhibidores de la germinación cuya
acción se prolonga hasta que el inhibidor haya sido lavado por el agua del suelo proveniente de
la lluvia, de escurrimientos o del manto freático. En este proceso se necesitan mayores cantidades
de agua que las requeridas para que se efectúe la germinación normal de la planta.
En algunos casos la exposición a la luz durante periodos
apropi ados es tambi én una condici ón necesar ia para que se
produzca la germinación. L as semillas de algunas plantas que
crecen en si ti os pantanosos germi nan solamente después de
haber sido expuestas a periodos prolongados de iluminación. Por
otra parte, la germinación de las semillas de algunas plantas del
desierto se inhibe por exponerse prolongadamente ante la luz.
¿Podr ías deducir
qué valor tiene el
mecanismo de lavado
del inhibidor
de la ger minación
par a la super vivencia
de algunas plantas?
129
Unidad 3
¿Cuál podr ía ser
de la exposición
de las semillas
a la luz par a la
super vivencia
de una especie
det er minada?
El ciclo de vida de las angiospermas es básicamente semejante al de
las gimnospermas. Al igual que en éstas, permite la supervivencia en un
ambiente terrestre, en sentido estricto. L as angiospermas, sin embargo,
constituyen un grupo mucho más variado que ha logrado mayor éxito
250 000 especies de angiospermas, con más de 12 000 géneros, mientras
que sólo existen aproximadamente 650 especies de gimnospermas.
Además, las angiospermas han logrado establecerse en localidades
de más diversas condiciones que las gimnospermas. L a tundra ártica,
las llanuras, los bosques de la zona templada, los desiertos y las selvas
forman parte de l os disti nt os t i pos de ecosi stemas donde pueden prosperar las angi ospermas.
Por otra part e, las angi ospermas despli egan mayor vari edad de formas y presentan mayor
cantidad de individuos que las gimnospermas. La mayor abundancia y densidad de las angiospermas,
de las especies— de sus dos adaptaciones estructurales singulares: la f lor y el fruto.
Ejercicio 7
1. Relaciona las dos columnas.
a) Estructura de las angiospermas que surge como
b) Consiste en el restablecimiento del crecimiento
del embrión en el interior de la semilla.
c) Inhibidor que se descompone bajo la acción de
bajas temperaturas, lo que permite que la
viabilidad de la semilla se conserve en ambientes
hostiles.
d) El inhibidor de la germinación de algunas semillas
del desierto es desactivado por su acción.
e) Acción que desactiva el inhibidor de la germinación
en algunas semillas de zonas pantanosas.
I . Germinación.
( )
I II . El agua.
I V. I nhibidor
de la germinación.
V. La exposición a la luz.
( )
( )
( )
Autoevaluación
1. ¿En dónde están localizados los esporangios?
a)
b)
c)
d)
130
D el
D el
D el
D el
musgo: __________________________________________________________________.
helecho: _________________________________________________________________.
pino: ____________________________________________________________________.
manzano: ________________________________________________________________.
bio l o gía 2
2. ¿En qué se parecen las generaciones gametofito del musgo, del helecho y de las angiospermas?
_________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________.
3. ¿Cuáles son las tres condiciones necesarias para que las semillas puedan germinar?
a) _____________________________________________________________________________.
b) _____________________________________________________________________________.
c) _____________________________________________________________________________.
4. La generación esporofito adulto de los helechos está constituida por varias estructuras de la planta,
excepto:
a) Raíces.
b) Prótalos.
c) Rizomas.
5. La espora de la generación gametofito de los helechos se caracteriza porque:
a)
b)
c)
d)
Se forma a través de divisiones mitósicas.
Es una célula que posee 2n cromosomas.
Por mitosis genera un cigoto.
Es una célula que posee n cromosomas.
6. La fusión o fecundación de dos gametos dará origen a:
a)
b)
c)
d)
U na generación gametofito.
La formación de una espora.
Células con contenido genético haploide.
U na generación esporofito.
7.
a) La fecundación cruzada garantiza una homogeneidad genética entre los
descendientes.
b) U n cigoto inicia la generación gametofito y sólo produce células haploides.
c) M ediante división meiótica se producen células denominadas haploides.
d) L os gametos masculinos y femeninos son células diploides.
e) La generación esporofito se inicia por la fusión de gametos.
f) Se produce una fecundación exitosa cuando se garantiza una diversidad
genética en los descendientes.
(
(
(
(
(
)
)
)
)
)
(
)
131
Unidad 3
8. U na f lor es imperfecta cuando:
a)
b)
c)
d)
Carece de corolas multicolores.
Produce escasa cantidad de néctar.
N o presenta glándulas que produzcan aromas.
Solamente posee estambres o pistilos.
9. D escribe el procedimiento experimental que emplearías para verificar la viabilidad de las semillas
de frijol que hayan sido almacenadas durante cinco años.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________.
10. ¿Qué células experimentan meiosis?
a) En el musgo: _________________________________________________________________.
b) En el frijol: ___________________________________________________________________.
11. El pistilo de una f lor perfecta está constituido por las siguientes estructuras:
a) _____________________________________________________________________________.
b) _____________________________________________________________________________.
c) _____________________________________________________________________________.
12. Señala las especies vegetales que son polinizadas por acción del viento:
a)
b)
c)
d)
Rosal
M aíz
M ango
N aranja
–
–
–
–
calabaza.
trigo.
violeta.
plátano.
13.
a) L os insectos son los principales agentes que efectúan la polinización cruzada.
b) La autopolinización se realiza eficazmente en las denominadas f lores
imperfectas.
c) Se denominan plantas dioicas aquellas que poseen f lores imperfectas en plantas
separadas.
d) La polinización en las plantas monoicas asegura una mayor diversidad genética.
(
)
(
)
(
(
)
)
14. ¿En qué se convierten eventualmente los óvulos en las angiospermas? ¿En qué se convierte el
ovario?
b) Ovarios: ______________________________________________________________________.
132
bio l o gía 2
15. Correlaciona los términos de la columna de la derecha con los de la columna de la izquierda.
b)
c)
d)
e)
Plantas dioicas.
Corolas.
Plantas monoicas.
Semillas.
(
(
(
(
)
)
)
)
I I.
I II .
I V.
V.
Son los embriones de nuevas plantas.
Ovarios desarrollados de las f lores.
La polinización de ellas produce uniformidad genética.
Poseen pétalos de colores vistosos.
16. Señala con una X las plantas que utilizan la estrategia del tubo polínico para generar una fecundación
exitosa.
a) M usgos.
b) Calabaza.
c) Pinos. ( )
( )
( )
e) M aíz. ( )
Observa el esquema que representa la sección longitudinal de una f lor y contesta la siguientes
preguntas.
17. L os granos de polen se forman en la estructura señalada por el número:
a)
b)
c)
d)
1
2
3
4
18. Para que se produzca la fertilización, los granos de polen deben ser depositados directamente en
la estructura señalada con el número:
a)
b)
c)
d)
1
3
4
5
133
bio l o gía 2
Respuestas a los ejercicios
Ej. 1
1.
a) Asexual.
b) Sexual.
2. b)
3. c)
4. a) I I, b) IV, c) I , d) I I, e) V, f) I I I.
5.
Ej. 2
1. a) VI I , b) I , c) I I , d) V, e) I I I, f) I V, g) VI , h) VI I I , i) X, j) I X.
2.
a) L ograr la fusión de los gametos en un ambiente protegido.
b) D ispersar la especie hacia nuevos lugares o localidades.
3. Esporofito / haploides / gametos / mitosis / diploides /
gametofito / esporas / n / meiótica / masculinas / gametos.
4. a)
Ej. 3
1. a)
135
Unidad 3
2. c)
3. Rizoides / pie / prótalo.
4. d)
5.
6. b)
Ej. 4
1. d)
2.
3. a) I II , b) I I , c) I , d) V, e) IV, f) VI I , g) V I.
Ej. 5
1. M icrosporas / f lores / microsporas / macrosporas.
2. a) I I, b) II I , c) I V, d) I , e) V, f) --, g) V I, h) --, i) VI I , j) --.
3. b)
4. a)
5.
a) Corolas multicolores.
b) Aromas fragantes.
c) Producción de néctares.
Ej. 6
1. Plúmula / yema / hipocótilo / radícula / almacenan alimentos para la germinación de
la semilla.
2. b)
3.
a) D ispersión de la especie hacia otros lugares.
b) M antiene por largos periodos la vida latente del embrión.
c) Almacena sustancias nutritivas para la germinación de la nueva planta.
4. c)
136
bio l o gía 2
5. d)
Ej. 7
1. a) I I, b) I, c) IV, d) I II , e) V.
Respuestas a la autoevaluación
1.
a)
b)
c)
d)
En la punta de la seta.
En los soros, estructuras situadas en el envés de las hojas.
En los estróbilos o conos.
En las f lores (pistilos y anteras).
2. Son semejantes entre sí porque son estructuras celulares haploides.
3.
a) Suministro de una temperatura adecuada.
b) Cantidades suficientes de agua y oxígeno.
c) Que transcurra un periodo adecuado de latencia.
4. b)
5. d)
6. d)
7.
8. d)
9. Se mide el peso de un lote de semillas y se separan posteriormente aquellas que sean
significativamente menos pesadas. Para completar el procedimiento se colocan las
semillas en un recipiente con agua. Las semillas de menor peso f lotarán, indicando con
esto que han perdido peso. Al perderlo es muy probable que también hayan perdido
viabilidad.
10.
a) M usgos: células madres de las esporas.
macrosporas u óvulos (ovocitos).
11.
a) Estilo.
137
Unidad 3
b) Ovario.
c) Estigma.
12. b)
13.
14.
a) L os óvulos (ovocitos) fecundados se transforman en semillas.
b) El ovario se transforma en el fruto.
15. a) I II , b) I , c) V, d) I V, e) I I .
16. a) (
17. a)
18. c)
138
), b ( X ), c ( X ),
d(
),
e ( X ).
Trabaj o en casa: ¿De qué manera se reproducen las plant as?
“Especies veget ales y sus f ormas de reproducción”.
Conocerá las condiciones adecuadas para la producción de cada especie observada en la visita guiada.
México cuenta con una gran riqueza vegetal gracias a que los procesos de propagación en la reproducción sexual
generan enorme diversidad natural, la cual es importante en el campo de la investigación, de la producción y
comercialización de plantas de ornato, medicinales y frutales. Por otro lado, el tipo de reproducción asexual
mediante el método de propagación vegetativa permite producir plantas con características iguales a las de la
madre, éste método utiliza partes no reproductivas de la planta madre, tales como la raíz, las hojas o el tallo.
Probablemente hayas visto cómo se lleva a cabo el método de propagación vegetativa cuando tu mamá o un
mediante esqueje, en la frambuesa se emplean acodos1, en árboles frutales se aplica el injerto2 y la gemación3. El
“ grass” de los jardines se propaga por rizomas4, y en las gladiolas la reproducción es mediante cormos.5 Es un
método empleado por los jardineros, paisajistas y cultivadores para la reproducción masiva de vegetales.
Durante tu experiencia práctica de aprendizaje en el vivero en Xochimilco o Coyoacán deberás observar y tomar
nota de los métodos de reproducción en plantas así como sus requerimientos nutricionales y las condiciones de
luz, temperatura y humedad propicias para su desarrollo.
1
Acodos: rama de la planta vegetal que se dobla hacia abajo y se le entierra la punta que desarrolla raíces adventicias y forma una nueva
planta.
2
Injerto: unión de una rama pequeña con el cuerpo de la planta.
3
Gemación: injerto de yemas en lugar de ramas.
4
Rizomas: tallos horizontales que crecen bajo la tierra que generan raíces adventicias y nuevas plantas.
5
Cormos: Tallo subterráneo grueso y redondeado que almacena alimento, el cual puede desarrollar raíces adventicias.
139
A continuación te ofrecemos un mapa conceptual que resume los principales conceptos de la reproducción en plantas:
Que son
140
Recuerda que los conceptos antes mencionados están contenidos en los siguientes
apartados:
Generalidades.
Alternancia de generaciones.
Gimnospermas.
Angiospermas.
La semilla.
Germinación.
Lo anterior podrás repasarlo en la unidad 3 de tu libro didáctico de Biología 2.
Revisa los procedimientos que vas a realizar para desarrollar esta experiencia práctica. Predice qué puede
suceder y plantea algunos supuestos como hipótesis de trabajo, por ejemplo:
“ El rosal, planta ornamental puede ser propagada por reproducción asexual mediante esquejes” .
“ El roble es un árbol que se cultiva mediante propagación vegetativa al desarrollar rizomas” .
“ El maíz se puede propagar mediante reproducción sexual” .
“ El árbol de naranjo se reproduce a partir de las semillas del fruto” .
“ El árbol de ciprés se propaga por reproducción sexual a partir de semillas” .
1 cuaderno de notas.
1 lápiz.
cada uno de sus componentes.
las siguientes preguntas:
141
2. ¿Qué época del año es la más adecuada para propagar la planta?
3. ¿Se requieren instrumentos especiales para realizar el método de propagación?
¿Cuáles son?
siguientes preguntas:
¿Se siembran tallos con hojas (esquejes) como método de propagación?
¿La planta desarrolla raíces bajo la tierra (rizomas o cormos)?
¿Se injertan yemas en la planta?
¿Se aplica durante todo el desarrollo del vegetal?
8. ¿Con qué frecuencia se le añade agua a una planta en reproducción? ¿Se riega durante todo el año?
sombra?
10. ¿Qué tan rápido es su crecimiento?
Se le pregunta a los encargados del vivero: ¿cuál de los procesos de reproducción es el más utilizado y por
qué? Puedes ayudarte formulando las siguientes preguntas:
¿Por su rapidez de realización?
¿Por su efectividad?
¿Es el más económico?
¿Es fácil llevarlo a cabo?
¿Su facilidad depende de la planta que se desee propagar?
¿Se aplica a diversas plantas o su aplicación se limita a un solo tipo?
1.
2.
3.
4.
Enumera 3 diferencias entre la reproducción sexual y la asexual.
Describe brevemente cómo se llevan a cabo los procesos de reproducción sexual y asexual.
¿Cómo se relaciona el tipo de reproducción en plantas con la diversidad vegetal?
Explica la importancia de la fecundación exitosa en la reproducción sexual.
intervienen en la reproducción sexual.
2. ¿Cuáles de las plantas que observaste se producen por reproducción sexual y cuáles por reproducción asexual?
3. Explica brevemente cómo se llevan a cabo cada uno de los métodos de reproducción con sus ventajas y
desventajas.
4. ¿Qué proceso de reproducción es el más utilizado y por qué?
142
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
143