Existen dos tipos de reproducción en vegetales: asexual y sexual. Sin embargo, los musgos y los helechos, por ejemplo, presentan ciclos de vida que alternan los dos tipos de reproducción de manera específica. El mapa conceptual resume los tipos de reproducción vegetal y, a su vez, resume el contenido de este artículo.
Reproducción asexual en vegetales
Como en otros organismos, en la reproducción vegetal asexual no hay intercambio de material genético. Es decir, no hay intervención de gametos o células sexuales. En este tipo de reproducción, normalmente, una parte de una planta se separa y forma otra planta. La reproducción asexual en las plantas puede ser por esporas o vegetativa.
Reproducción vegetal por esporas
Los musgos y los helechos son plantas que producen células especializadas capaces de dar origen a un nuevo individuo, sin necesidad de la fecundación. Estas células son las esporas.
La reproducción por esporas ofrece ciertas ventajas a las plantas que la poseen. Primero, su bajo peso facilita la dispersión por medio del agua y el viento. Segundo, las esporas soportan condiciones ambientales adversas por largo tiempo y solo germinan cuando las condiciones son óptimas. Tercero, una planta puede producir miles de esporas, lo que aumenta la probabilidad de éxito reproductivo.
Reproducción vegetativa
Es el proceso por el cual se desarrollan nuevas plantas a partir de un fragmento (diferente a la semilla) de una planta inicial.
Reproducción vegetativa natural
Durante la reproducción vegetativa natural, normalmente de desarrollan nuevas plantas a partir de fragmentos de tallos aéreos o subterráneos. Entre los tallos subterráneos están los tubérculos, los bulbos, los rizomas y los estolones.
Por un lado, los tubérculos son tallos subterráneos de aspecto voluminoso que almacenan gran cantidad de nutrientes (generalmente almidones) (Figura 2). Estos tallos tienen yemas alojadas en pequeñas cavidades formadas en la superficie. Las yemas tienen tejido de crecimiento (meristemático) que puede dar origen a otras partes de la planta. Uno de estos tubérculos es la papa (Solanum tuberosum).
Por su parte, los bulbos están formados por capas envolventes. Si la envoltura es completa, como en la cebolla, el bulbo es tunicado. Si la envoltura tiene apariencias de escamas, como en el lirio, el bulbo es escamoso.
Finalmente, los rizomas son tallos subterráneos que crecen horizontalmente gracias a sus yemas terminales (Figura 3). Tienen, también, yemas axiales que dan origen a nuevas plantas, como en el caso de los pastos.
Los estolones son tallos aéreos que al permanecer en contacto con el suelo pueden desarrollar raíces y, eventualmente, separase de la planta madre. Esto se ve, por ejemplo, en los fresales.
Reproducción vegetativa artificial
En este caso, la reproducción vegetativa requiere de la intervención humana. El hombre utiliza 3 técnicas de reproducción vegetativa: estaca, injerto y acodo.
En la reproducción por estaca, un fragmento de tallo aéreo, con suficientes yemas, se siembra de manera que las yemas bajo el suelo dan origen a raíces. Además, las yemas que quedan arriba del suelo dan origen a los órganos aéreos de la planta.
En los injertos, un fragmento de una planta se inserta en el tallo de otra planta ya establecida. Las clases de injerto más conocidas son la de púa y la de escudete. Los injertos se usan, normalmente, en la reproducción de árboles frutales.
Un acodo consiste en enterrar una rama sin separarla de la planta hasta tanto no desarrolle raíces y hojas propias.
Alternancia de generaciones en musgos y helechos
La alternancia de generaciones es el ciclo reproductivo en el que se presenta una fase asexual o diploide y una fase sexual o haploide. Este ciclo, también recibe los nombres de haplodiplonte o diplohaplonte.
Alternancia de generaciones en musgos
Fase sexual o de gametofito
La parte visible del musgo es, frecuentemente, el gametofito. Este puede contener uno o más sacos ovoides llamados anteridios u órganos masculinos. Al interior de ellos se desarrollan células sexuales llamadas anterozoides (espermatozoides) que tienen forma de tirabuzón y un flagelo para su locomoción.
En el gametofito, también se hallan estructuras en forma de botella que reciben el nombre arquegonios. En ellos se desarrolla una célula sexual llamada oosfera.
El anterozoide maduro se libera de anteridio y, gracias a la humedad, se mueve hasta el arquegonio y se une con la oosfera. Así ocurre la fecundación.
Fase asexual o esporofítica
El zigoto producto de la fecundación se transforma en un filamento que soporta una cápsula llamada esporangio. El conjunto de filamento y esporangio se llama esporogonio. Esta estructura es responsable de la formación de esporas que, al liberarse y germinar, producen gametofitos que inician un nuevo ciclo.
Alternancia de generaciones en helechos
Fase asexual o esporofítica
A diferencia de musgos, la parte visible de los helechos es el esporofito (Figura 3). En el envés de las frondas (hojas) se forman estructuras granulares que se llaman soros. Dentro de ellos están los esporangios y, a su vez, dentro de los esporangios se forman las esporas. Es importante tener en cuenta que, aunque el esporofito es diploide (2n), las esporas son haploides (n) porque son producidas por meiosis. De la germinación de las esporas nace una estructura llamada prótalo que se fija al suelo mediante rizoides.
Fase sexual o gametofítica
Al madurar, el prótalo desarrolla órganos reproductores, que como en los musgos, reciben los nombres de anteridio y arquegonio. En el anteridio se producen los anterozoides (espermatozoides) y en el arquegonio se forma la ovocélula. La fecundación ocurre cuando un anterozoide se desplaza hasta el arquegonio y se une con la ovocélula. El zigoto resultante se desarrolla para dar origen a otro esporofito en iniciar un nuevo ciclo.
Reproducción sexual en vegetales
Este tipo de reproducción requiere la participación de células sexuales y es el más común en las plantas con semillas. Dos células sexuales o reproductoras se fusionan para formar la semilla. Sin embargo, hay algunas diferencias en los ciclos de las gimnospermas y las angiospermas. Rudolf Jakob Camerarius fue el primero en describir la reproducción sexual en vegetales.
Reproducción en vegetales con semillas
Las semillas son óvulos fecundados que contienen un embrión en desarrollo. Del mismo modo, contienen el material de reserva necesario para la supervivencia del embrión, hasta que sea capaz de producir su propio alimento. Es decir, hasta que la plántula empiece a hacer fotosíntesis. La fecundación es producto de la polinización.
La polinización es el transporte de granos de polen de una planta, a los órganos reproductores femeninos de otra planta de la misma especie. Dicho trasporte es llevado a cabo por el viento, por animales o por el hombre.
En las plantas con semillas es frecuente la autofecundación. La autofecundación se da cuando un grano de polen fecunda un óvulo de la misma planta.
Reproducción en gimnospermas
A las gimnospermas pertenecen los pinos, cipreses, araucarias y demás coníferas. Además, plantas como el ginkgo biloba. Las gimnospermas carecen de ovarios y, por lo tanto, sus óvulos y semillas son desnudos. Las estructuras reproductivas de estas plantas se localizan en conos o estróbilos unisexuales.
Los conos masculinos son pequeños y se ubican en racimos en la parte alta de la planta. Por el contrario, los conos femeninos son más grandes y de consistencia leñosa. Además, se desarrollan solitarios en la parte baja de las ramas.
En los conos masculinos, las células sexuales dan origen a los granos de polen, que son los gametos masculinos. Del mismo modo, en los conos femeninos, las células sexuales dan origen a los óvulos o gametos femeninos.
Los granos de polen abandonan los conos masculinos y, transportados por el viento, llegan a los conos femeninos para entrar en contacto con los óvulos. Los óvulos tienen un poro llamado micrópilo. El grano de polen genera un tubo polínico que ingresa a través de este poro hasta el núcleo del óvulo. Al mismo tiempo, el núcleo del grano de polen desciende por dicho tubo y se une al núcleo del óvulo completando así la fecundación. El zigoto producto de la fecundación da origen a la semilla, que al salir del cono femenino y caer suelo fértil, produce una nueva planta.
Reproducción en angiospermas
Los óvulos de las angiospermas se encuentran dentro de un ovario y, por lo tanto, sus semillas son cubiertas por un fruto. Las flores contienen los órganos reproductores de las angiospermas y son los órganos más complejos de la reproducción en vegetales.
Estructura de una flor
Por lo general, una flor está compuesta por 4 envolturas que, en conjunto, se llaman verticilos. De afuera hacia adentro, esos verticilos son cáliz, corola, androceo y gineceo (Figura 4). El cáliz está formado por los sépalos que son estructuras de color verde. La corola está formada por los pétalos. Estos son de colores y formas muy variadas. El androceo y el gineceo son las estructuras sexuales propiamente dichas. Por un lado, el androceo es el conjunto de estambres. En el extremo de cada estambre hay una antera con 4 sacos polínicos. En estos sacos se forman los granos de polen. Por otro lado, el gineceo está constituido por el pistilo en cuyo interior se aloja el ovario.
Un grano de polen contiene una célula vegetativa y una célula generatriz, que están protegidas por dos estructuras llamadas intina y exina. Por su parte, el óvulo consta de 7 células: 2 sinérgidas, 3 antípodas y dos núcleos. De los núcleos, uno es la oosfera y el otro es el núcleo secundario.
La fecundación en angiospermas
Cuando el grano de polen se fija al estigma (parte superior de pistilo), forma el tubo polínico que llega hasta el ovario. Mientras tanto, la célula generatriz desciende por el tubo mientras se divide, convirtiéndose en dos gametos. Al llegar al ovario, uno de los gametos se une con la ovocélula y forma un zigoto que da origen al embrión que será la nueva planta. Así mismo, el otro gameto se une con el núcleo secundario y da origen al endospermo de la semilla. El endospermo es la sustancia nutritiva que alimentará al embrión durante la germinación. Posteriormente, el resto del ovario se transforma para convertirse en un fruto.
Importancia de la reproducción en vegetales
Las plantas, al estar en el primer nivel trófico de los ecosistemas, constituyen un eslabón fundamental en los ciclos de la materia y la energía de la biosfera. Es decir, al reproducirse contribuyen a mantener la salud y el equilibrio de los ecosistemas.
Las plantas son fundamentales para mantener la biodiversidad. Al reproducirse, brindan alimento y refugio para cientos de organismos de otras especies.
Finalmente, plantas son importantes para la humanidad porque le sirven como alimento y materia prima para la industria. A través de la agricultura, la reproducción vegetal es importante en la búsqueda de la seguridad alimentaria.
Taller de lectura
- Describa el proceso de reproducción asexual en vegetales.
- ¿Qué ventajas tiene la reproducción por esporas para las plantas?
- ¿Qué es la reproducción vegetativa?
- Escriba las definiciones y ejemplos de tubérculo, bulbo, rizoma y estolón.
- Describa los procesos de reproducción por estaca, injerto y acodo.
- ¿Qué es la alternancia de generaciones?
- Describa las dos fases de la alternancia de generaciones en musgos.
- Haga un resumen detallado de la alternancia de generaciones en helechos (de las 2 fases).
- Describa el proceso de reproducción sexual en los vegetales
- ¿Qué son y qué contienen las semillas?
- ¿Qué es polinización?
- ¿A qué se llama auto fecundación?
- Escriba 4 ejemplos de plantas que pertenezcan a las gimnospermas.
- ¿Cómo se disponen los conos masculinos y femeninos en las gimnospermas y cuál es la función de cada uno?
- Describa el proceso de fecundación y formación de semillas en gimnospermas.
- ¿En qué se diferencian el ovario y las semillas de las gimnospermas con el ovario y las semillas de las angiospermas?
- ¿Cuáles son los 4 verticilos de las flores?
- Copie la figura que muestra la estructura de la flor.
- ¿Cómo está formado un grano de polen?
- ¿Cuáles son las partes de un óvulo de las angiospermas?
- Describa el proceso de fecundación y formación de semillas en las angiospermas.
- Escriba tres razones, por las cuales es importante la reproducción vegetal.
- Copie el mapa conceptual que resume la reproducción en vegetales.
