Fundamentos de la Reproducción y Ciclos Biológicos en Plantas: Desde Musgos hasta Angiospermas

Reproducción Sexual y Variabilidad Genética

La reproducción sexual en plantas implica la unión de gametos, lo que garantiza la variabilidad genética (V.G.) y una mayor adaptación al medio terrestre.

• Arquegonio (f): Contiene la oosfera.
• Anteridio (m): Produce el anterozoide.

Ciclos Biológicos Vegetales

Los ciclos biológicos son la secuencia de tiempo entre fases, momentos y lugares de desarrollo de un organismo. La meiosis es un evento clave que define el tipo de ciclo.

Tipos de Ciclos según la Meiosis

• Haplonte: Meiosis zigótica. Característico de algunas algas unicelulares.
• Diplonte: Meiosis gamética. Característico de algas pluricelulares.
• Diplo-haplonte: Meiosis esporogénica. Característico de musgos, helechos y espermatofitas.

Comparación de Fases Dominantes

• Musgos: El gametofito (n) es la fase dominante y visible, mientras que el esporofito (2n) es dependiente.
• Helechos: El gametofito (n) es reducido, mientras que el esporofito (2n) es la fase dominante.
• Espermatofitas: El gametofito es extremadamente reducido y dependiente del esporofito (2n).

El Ciclo de Vida en Plantas No Vasculares y Vasculares

Musgos (Briofitas)

Son las plantas más primitivas, con una fuerte dependencia al medio acuático para la reproducción. La estructura visible es el gametofito (n).

1. Los órganos masculinos (anteridios) producen anterozoides (n).
2. Los órganos femeninos (arquegonios) contienen la oosfera.
3. Los anterozoides viajan por el agua hasta el arquegonio, donde fecundan la oosfera, originando el esporofito (2n).
4. El esporofito forma células madre de esporas que, por meiosis, originan esporas (n).
5. Las esporas germinan y dan lugar a un nuevo gametofito.

Helechos (Pteridofitas)

La fase dominante es el esporofito (2n), que se manifiesta en la fronde (hoja).

1. En el envés de la fronde se encuentran los soros (conjunto de esporangios).
2. Dentro de los esporangios, las células madre de las esporas sufren meiosis, originando esporas (n).
3. Las esporas se dispersan y, al caer, germinan, desarrollando un gametofito minúsculo (n) con pequeños rizoides para absorber agua.
4. Este gametofito desarrolla anteridios (forman anterozoides) y arquegonios (forman oosfera).
5. Los anterozoides viajan por el agua hasta los arquegonios para fecundar la oosfera, formando el cigoto (2n).

Morfología Floral y Reproducción en Espermatofitas

Estructura de la Flor

La flor es la estructura reproductiva de las espermatofitas. Sus partes principales son:

• Periantio: Compuesto por la corola (pétalos) y el cáliz (sépalos).
• Estambre (m): Formado por el filamento y la antera.
• Carpelo (f): Formado por el estigma, el estilo y el ovario (que contiene el óvulo).
• Pedúnculo: Sostiene la flor.

Polinización

Proceso por el cual los granos de polen llegan al carpelo. Requiere la apertura de las anteras (dehiscencia) para la dispersión del polen.

Factores de Dispersión

• Abióticos: Aire (anemofilia) o agua (hidrofilia).
• Bióticos: Animales (zoofilia).

Tipos de Polinización

• Autopolinización: El polen de una planta fecunda su propio carpelo.
• Polinización Cruzada: El polen de una planta poliniza a otra, aumentando la variabilidad genética.

Fecundación

Cuando el grano de polen llega al estigma del carpelo, la cubierta externa (exina) se rompe. A partir de la cubierta interna, se desarrolla el tubo polínico (formado por la célula vegetativa).

Dos núcleos espermáticos, originados por mitosis, descienden por el tubo polínico hasta llegar al saco embrionario.

Fecundación Doble en Angiospermas

1. Un núcleo espermático fecunda la oosfera, originando el cigoto (2n), que se desarrollará en el embrión (con suspensor).
2. El otro núcleo espermático se une al núcleo secundario, formando el endosperma (3n), tejido nutritivo.

Desarrollo de Semilla y Fruto

La Semilla

Se origina a partir del óvulo fecundado. El cigoto (2n) sufre mitosis para formar el embrión, que consta de:

• Radícula
• Hipocótilo
• Epicótilo
• Cotiledón

Las cubiertas del óvulo se transforman en la testa y el tegmen (cubiertas protectoras de la semilla).

El Fruto

El fruto es el ovario transformado. Tras la fecundación, los pétalos y estambres marchitan y caen. El ovario se transforma, a veces junto con otras estructuras florales (como el receptáculo, en el caso de los frutos ínferos).

Partes del Fruto

• Exocarpo (capa externa)
• Mesocarpo (capa media)
• Endocarpo (capa interna)

Clasificación de Frutos

• Simples: Secos (dehiscentes o indehiscentes) o carnosos.
• Múltiples: Derivados de varios carpelos de una sola flor.
• Compuestos: Derivados de una inflorescencia completa.

Mecanismos de Dispersión

La dispersión es crucial para colonizar nuevos territorios y perpetuar la especie.

Dispersión Abiótica

• Anemocoria (Viento): Requiere estructuras que permitan volar (alas, pelos).
• Hidrocoria (Agua): Requiere estructuras que permitan flotar.

Dispersión Biótica (Zoocoria)

• Epicorias: Estructuras de fijación (ganchos, pelos) que se adhieren al exterior del animal.
• Endocorias: Semillas ingeridas que pasan por el tracto digestivo y son expulsadas en las heces.

Autodispersión (Autocoria)

Mecanismos propios de la planta que lanzan las semillas a distancia.

Organización Vegetal y Nutrición

Organización Estructural

Existen dos grandes organizaciones en el reino vegetal:

• Talófitas: Sin tejidos auténticos ni órganos de reproducción complejos. Su vida está ligada al agua.
• Cormófitas: Poseen tejidos y órganos (raíz, tallo, hoja) y un sistema vascular desarrollado.

Obtención y Transporte de Nutrientes

Absorción de Agua

El agua se absorbe por ósmosis, ya que la concentración de solutos es mayor en la raíz que en el suelo. El proceso sigue la siguiente ruta:

1. Absorción por los pelos radicales.
2. Paso a las células epidérmicas.
3. Movimiento a través de los espacios intercelulares (vía apoplástica) o a través de las células (vía simplástica).
4. Llegada al xilema.
5. Ascenso por el tallo.