Reproducción de las plantas

A diferencia de los animales, las plantas son inmóviles y no pueden buscar parejas sexuales para reproducirse. En la evolución de las primeras plantas, los medios abióticos, incluyendo el agua y el viento, transportaron el esperma para la reproducción. Las primeras plantas eran acuáticas, como se describe en la página «Historia evolutiva de las plantas», y liberaban los espermatozoides libremente en el agua para ser transportados con las corrientes. Las plantas terrestres primitivas, como las hepáticas y los musgos, tenían espermatozoides móviles que nadaban en una fina película de agua o eran salpicados en gotas de agua desde los órganos reproductores masculinos hacia los femeninos. A medida que las plantas más altas y complejas evolucionaron, se produjeron modificaciones en la alternancia de generaciones; en la era Paleozoica las progimnospermas se reproducían mediante esporas dispersadas por el viento. Las plantas productoras de semillas, entre las que se encuentran los helechos, las coníferas y las cordáceas, todas ellas gimnospermas, evolucionaron hace 350 millones de años; tenían granos de polen que contenían los gametos masculinos para proteger el esperma durante el proceso de transferencia de las partes masculinas a las femeninas.

Se cree que los insectos se alimentaban del polen, y las plantas evolucionaron así para utilizar a los insectos para transportar activamente el polen de una planta a otra. Las plantas productoras de semillas, que incluyen las angiospermas y las gimnospermas, tienen una alternancia heteromórfica de generaciones con grandes esporofitos que contienen gametofitos muy reducidos. Las angiospermas tienen órganos reproductores distintivos llamados flores, con carpelos, y el gametofito femenino está muy reducido a un saco embrionario femenino, con tan sólo ocho células. El gametofito masculino está formado por los granos de polen. Los espermatozoides de las plantas con semilla no son móviles, a excepción de dos grupos de plantas más antiguas, las Cycadophyta y las Ginkgophyta, que tienen flagelos

Plantas con floresEditar

Las plantas con flores son la forma vegetal dominante en la tierra y se reproducen por medios sexuales y asexuales. A menudo su característica más distintiva son sus órganos reproductores, comúnmente llamados flores. La reproducción sexual en las plantas con flores implica la producción de gametos masculinos y femeninos, la transferencia de los gametos masculinos a los óvulos femeninos en un proceso llamado polinización. Tras la polinización, se produce la fecundación y los óvulos se convierten en semillas dentro de un fruto. Una vez que las semillas están listas para la dispersión, el fruto madura y, por diversos medios, las semillas se liberan del fruto y, tras un tiempo variable y en condiciones específicas, las semillas germinan y se convierten en la siguiente generación.

La antera produce gametofitos masculinos que son granos de polen, que se adhieren al estigma en la parte superior de un carpelo, en el que se encuentran los gametofitos femeninos (dentro de los óvulos). Después de que el tubo de polen crezca a través del estilo del carpelo, el esperma del grano de polen migra al interior del óvulo para fecundar el óvulo y la célula central dentro del gametofito femenino en un proceso denominado doble fecundación. El cigoto resultante se convierte en un embrión, mientras que el endospermo triploide (un espermatozoide más una célula femenina binucleada) y los tejidos femeninos del óvulo dan lugar a los tejidos circundantes en la semilla en desarrollo. El óvulo, que ha producido el gametofito o los gametos femeninos, se convierte en un fruto que rodea a la semilla o las semillas. Las plantas pueden autopolinizarse o polinizarse de forma cruzada.

PolinizaciónEditar

Una flor de orquídea

En las plantas que utilizan insectos u otros animales para mover el polen de una flor a otra, las plantas han desarrollado partes de la flor muy modificadas para atraer a los polinizadores y facilitar el movimiento del polen de una flor al insecto y del insecto a la siguiente flor. Las flores de las plantas polinizadas por el viento suelen carecer de pétalos o sépalos; normalmente se producen grandes cantidades de polen y la polinización suele producirse al principio de la temporada de crecimiento, antes de que las hojas puedan interferir en la dispersión del polen. Muchos árboles y todas las hierbas y juncos son polinizados por el viento, por lo que no necesitan ninguna flor.

Las plantas tienen una serie de medios diferentes para atraer a los polinizadores, incluyendo el color, el olor, el calor, las glándulas de néctar, el polen comestible y la forma de la flor. Junto con las modificaciones que implican las estructuras anteriores, hay otras dos condiciones que desempeñan un papel muy importante en la reproducción sexual de las plantas con flores, la primera es el momento de la floración y la otra es el tamaño o el número de flores producidas. A menudo las especies de plantas tienen unas pocas flores grandes y muy vistosas mientras que otras producen muchas flores pequeñas, a menudo las flores se juntan en grandes inflorescencias para maximizar su efecto visual, haciéndose más notorias para los polinizadores que pasan. Las flores son estrategias de atracción y las expresiones sexuales son estrategias funcionales utilizadas para producir la siguiente generación de plantas, con los polinizadores y las plantas habiendo coevolucionado, a menudo a algunos grados extraordinarios, muy a menudo prestando un beneficio mutuo.

Cabezales de flores mostrando flósculos de disco y de rayo.

La mayor familia de plantas con flores es la de las orquídeas (Orchidaceae), que según algunos especialistas incluye hasta 35.000 especies, que a menudo tienen flores muy especializadas que atraen a determinados insectos para la polinización. Los estambres están modificados para producir polen en racimos llamados polinias, que se adhieren a los insectos que se arrastran a la flor. Las formas de las flores pueden obligar a los insectos a pasar por el polen, que queda «pegado» al insecto. Algunas orquídeas son incluso más altamente especializadas, con formas de flores que imitan la forma de los insectos para atraerlos para que intenten «aparearse» con las flores, unas pocas incluso tienen olores que imitan las feromonas de los insectos.

Otro gran grupo de plantas con flores es la familia de las Asteráceas o girasoles con cerca de 22.000 especies, que también tienen inflorescencias altamente modificadas que son flores reunidas en cabezas compuestas por un compuesto de flores individuales llamadas floretes. Las cabezuelas con flósculos de un solo sexo, cuando las flores son pistiladas o funcionalmente estaminadas o formadas por todos los flósculos bisexuales, se denominan homogámicas y pueden incluir cabezuelas de tipo discoide y ligulifloras. Algunas cabezas radiadas también pueden ser homogámicas. Las plantas con cabezas que tienen floretes de dos o más formas sexuales se denominan heterógamas e incluyen las formas de cabeza radiada y disciforme, aunque algunas cabezas radiadas pueden ser también heterógamas.

HelechosEditar

Los helechos suelen producir grandes diploides con tallo, raíces y hojas; y en las hojas fértiles llamadas esporangios se producen las esporas. Las esporas se liberan y germinan para producir gametofitos cortos y delgados que suelen tener forma de corazón, son pequeños y de color verde. Los gametofitos o talos, producen tanto esperma móvil en los anteridios como óvulos en arquegonios separados. Después de las lluvias o cuando el rocío deposita una película de agua, los espermatozoides móviles se desprenden de los anteridios, que normalmente se producen en la parte superior del talo, y nadan en la película de agua hasta los anteridios donde fecundan el óvulo. Para promover el cruce o la fecundación cruzada, el esperma se libera antes de que los óvulos sean receptivos al esperma, lo que hace más probable que el esperma fecunde los óvulos de los diferentes talos. Tras la fecundación se forma un zigoto que crece hasta convertirse en una nueva planta esporofítica. La condición de tener plantas esporofitas y gametofitas separadas se denomina alternancia de las generaciones. Otras plantas con medios reproductivos similares son el Psilotum, el Lycopodium, la Selaginella y el Equisetum.

BryophytesEdit

Artículos principales: Alternancia de generaciones y Ciclo de vida de las briofitas

Las briofitas, que incluyen hepáticas, hornabeques y musgos, se reproducen tanto sexual como vegetativamente. El gametofito es la fase más conocida de la planta. Todas son pequeñas plantas que crecen en lugares húmedos y, al igual que los helechos, tienen espermatozoides móviles con flagelos y necesitan agua para facilitar la reproducción sexual. Estas plantas comienzan como una espora haploide que crece hasta convertirse en la forma dominante, que es un cuerpo haploide multicelular con estructuras parecidas a hojas que realizan la fotosíntesis. Los gametos haploides se producen en los anteridios y arquegonios por mitosis. Los espermatozoides liberados por los anteridios responden a las sustancias químicas liberadas por las arquegonias maduras y nadan hacia ellas en una película de agua y fecundan los óvulos, produciendo así cigotos que son diploides. El cigoto se divide por división mitótica y se convierte en un esporofito que es diploide. El esporofito diploide multicelular produce unas estructuras llamadas cápsulas de esporas. Las cápsulas de esporas producen esporas por meiosis, y cuando están maduras, las cápsulas se abren y se liberan las esporas. Las briofitas muestran una considerable variación en sus estructuras de reproducción y lo anterior es un esquema básico. En algunas especies cada gametofito es de un solo sexo, mientras que otras especies producen tanto anteridios como arquegonios en el mismo gametofito, que es por tanto hermafrodita.