Biología Reproductiva de Angiospermas: Flor, Polinización y Semilla

La Flor: Estructura y Función Reproductiva

La flor es una estructura reproductiva compleja, formada por un conjunto de hojas altamente modificadas, agrupadas en círculos concéntricos denominados verticilos florales.

Partes de la Flor

• Pedúnculo Floral: Estructura que une la flor al resto de la planta, proporcionando soporte y transporte de nutrientes.
• Periantio: Conjunto de hojas estériles que rodean y protegen a los órganos reproductores. Se compone de:
  • Cáliz: Formado por los sépalos, generalmente verdes, que protegen la yema floral.
  • Corola: Compuesta por los pétalos, a menudo vistosos y fragantes para atraer polinizadores.
• Órganos Sexuales (Verticilos Fértiles):
  • Androceo: Es el aparato reproductor masculino. Está formado por el conjunto de estambres. Cada estambre consta de un filamento y una antera, que contiene los sacos polínicos donde se forman los granos de polen (que contienen los núcleos espermáticos o anterozoides).
  • Gineceo: Es el aparato reproductor femenino. Está formado por el conjunto de carpelos o pistilos. Cada carpelo consta de:
    • Estigma: Superficie receptiva, a menudo pegajosa, que fija los granos de polen.
    • Estilo: Columna que conecta el estigma con el ovario.
    • Ovario: Parte basal ensanchada que contiene los óvulos.

El Óvulo Vegetal: Una Estructura Única

Es importante destacar que el concepto de óvulo vegetal difiere del óvulo animal. En los vegetales, el óvulo es una estructura pluricelular diploide (2n) que se encuentra dentro del ovario. En su interior se forma el verdadero gameto femenino, la oosfera (n).

Polinización: El Transporte del Polen

La polinización es el proceso fundamental por el cual los granos de polen, que contienen los gametos masculinos, son transportados desde las anteras (estambres) hasta el estigma de una flor.

Tipos de Polinización

• Según el origen del polen:
  • Autopolinización: El polen se transfiere dentro de la misma flor o entre flores de la misma planta.
  • Polinización Cruzada: El polen se transfiere entre flores de plantas diferentes de la misma especie.
• Según el mecanismo de transporte del polen:
  • Anemógama: El transporte se realiza por el viento.
  • Entomógama: El transporte es mediado por animales, como insectos (abejas, mariposas) o aves.

Ciclo de Vida de las Plantas con Flores: Alternancia de Generaciones

La reproducción sexual en plantas con flores (angiospermas) se caracteriza por un ciclo de vida diplohaplofásico, con alternancia de dos generaciones:

• Esporofito (2n): Es la generación diploide, dominante e independiente en las angiospermas. Produce meiosporas haploides (n) a través de la meiosis, proceso que ocurre en los esporangios (anteras y óvulos).
• Gametofito (n): Es la generación haploide, reducida y dependiente del esporofito. En ella se forman los gametos femeninos y masculinos. Se desarrolla en los gametangios.
  • En plantas con flores, el gametofito masculino es el grano de polen.
  • El gametofito femenino es el saco embrionario.

Plantas Angiospermas: Las Más Evolucionadas

Las plantas angiospermas son el grupo de plantas más evolucionado y diverso, caracterizado por la presencia de flores y la formación de frutos que encierran las semillas. En su ciclo de vida, el esporofito es la fase predominante.

Formación de Esporas en Angiospermas

Microesporogénesis (Formación del Gametofito Masculino)

Las microesporas se forman en las anteras (microsporangios) de los estambres. Cada estambre es un microsporangio. El conjunto de estambres forma el androceo. Por meiosis, las células madre de las microsporas (2n) dan lugar a microsporas haploides (n). Cada microspora se desarrolla en un grano de polen, que es el gametofito masculino. Los granos de polen poseen una cubierta protectora (exina e intina) que les permite perdurar por largos periodos. Cada grano de polen maduro contiene un núcleo vegetativo y dos núcleos espermáticos.

Macroesporogénesis (Formación del Gametofito Femenino)

Las macroesporas se forman en el ovario, dentro de los óvulos. Cada óvulo contiene una estructura diploide llamada nucela (el macrosporangio), recubierta por uno o dos tegumentos y con un pequeño orificio, el micrópilo. A partir de una célula madre de la nucela (2n), por meiosis, se forman cuatro células haploides. De estas, generalmente una se convierte en la macroespora funcional (n), mientras que las otras tres degeneran. Esta macroespora funcional sufre tres mitosis sucesivas sin citocinesis, dando lugar a una célula con ocho núcleos. Estos núcleos se distribuyen en grupos de cuatro en cada polo de la célula, y uno de cada grupo migra hacia el centro. Esta estructura multinucleada es el saco embrionario, que representa el gametofito femenino y contiene la oosfera (el gameto femenino).

Doble Fecundación: Un Proceso Exclusivo de Angiospermas

La doble fecundación es un evento característico y exclusivo de las plantas con flores, crucial para la formación de la semilla y el fruto.

Proceso de la Doble Fecundación

Cuando un grano de polen compatible llega al estigma de una flor de su misma especie, sus cubiertas protectoras (intina y exina) se rompen y emite un tubo polínico. Este tubo polínico crece a través del estilo, guiado por señales químicas, hasta alcanzar el óvulo a través del micrópilo. A medida que el tubo polínico avanza, el núcleo vegetativo lo dirige, y los dos núcleos espermáticos (gametos masculinos) lo siguen.

Una vez dentro del saco embrionario, ocurren dos fusiones simultáneas:

1. Una de las células espermáticas (n) se fusiona con la oosfera (n), formando el cigoto (2n). Este cigoto se desarrollará posteriormente en el embrión de la nueva planta.
2. La otra célula espermática (n) se fusiona con los dos núcleos polares (n+n, que forman un núcleo secundario diploide 2n), dando lugar al endospermo (3n) o albumen. El endospermo es un tejido nutritivo que proveerá alimento al embrión en desarrollo.

Formación de la Semilla y el Fruto

Tras la doble fecundación, el óvulo fecundado se transforma en la semilla. La semilla está compuesta por:

• El embrión (2n).
• El endospermo (3n).
• Los tegumentos endurecidos del óvulo, que forman la cubierta protectora de la semilla (testa y tegmen).

Simultáneamente, la pared del ovario se engrosa y se desarrolla, transformándose en el fruto, cuya función principal es proteger las semillas y facilitar su dispersión.

Resumen del Ciclo Reproductivo en Angiospermas

• En el Óvulo (Ovario): Dentro del ovario, los óvulos (que contienen el macrosporangio o nucela) sufren meiosis para formar macrosporas haploides. Una de estas macrosporas, por tres mitosis sucesivas, forma un saco embrionario con ocho núcleos, que representa la generación gametofítica femenina.
• En la Antera: Se produce la meiosis que origina microesporas haploides. Cada microespora se desarrolla en un grano de polen, que representa la generación gametofítica masculina.