TEMA 12 LA REPRODUCCIÓN EN LAS PLANTAS CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA REPRODUCCIÓN VEGETAL

Transcripción

1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA REPRODUCCIÓN VEGETAL La reproducción es el proceso de formación de un nuevo organismo, a partir de otros preexistentes. Los nuevos organismos son iguales o muy semejantes a los progenitores. REPRODUCCIÓN ASEXUAL En la reproducción asexual no intervienen gametos. De un solo individuo se separa una unidad reproductora, constituida por una célula o grupo de células, que dan lugar, tras su desarrollo, a un duplicado del progenitor. A partir de un solo individuo se pueden formar gran cantidad de descendientes que son idénticos entre sí e idénticos a su progenitor. No existen combinaciones genéticas porque no existe mezcla ni unión de gametos. En vegetales las modalidades más frecuentes de reproducción asexual son: Regeneración: a partir de un pequeño fragmento del vegetal se puede reproducir un vegetal completo. A partir de raíces, tallos o yemas se puede reproducir la planta completa : esquejes, un trozo de patata con ojos, un bulbo (ajo...), un estolón que son tallos rastreros largos (cinta, lirio ). Escisión o fragmentación: a partir de la rotura espontánea del organismo progenitor en dos o más fragmentos. Cada uno de ellos da lugar a un individuo completo (algas filamentosas). Esporulación: divisiones sucesivas del núcleo de una célula materna. Luego el núcleo se rodea de una pequeña porción de citoplasma y se aísla por una membrana dentro de la célula madre. Finalmente se liberan las células hijas, llamadas esporas, al romperse la membrana de la célula madre. Este proceso se da en todos los vegetales en algún momento de su ciclo vital. REPRODUCCIÓN SEXUAL La mayoría de los vegetales, al igual que el resto de los seres pluricelulares, se reproducen de forma sexual. También existen muchos que alternan ambas formas de reproducción a lo largo de su ciclo de vida. En la reproducción sexual, los descendientes tienen características diferentes a los progenitores gracias a: La formación de los gametos: células especializadas que son el vehículo de transporte de la información genética. Son haploides porque se forman a partir de una división reduccional: la meiosis. La formación del cigoto: cuando se unen los gametos y se funden sus núcleos se genera una célula diploide de nuevo, con características de los dos progenitores. El desarrollo del cigoto: que se divide por mitosis sucesivas, con las nuevas instrucciones genéticas del nuevo núcleo. Los gametos que intervienen en una fecundación pueden ser iguales (isogamia) o diferentes (anisogamia). En los vegetales lo frecuente es la anisogamia. Existe un gameto femenino llamado oosfera y el masculino anterozoide. Las especies vegetales, al igual que las animales, pueden ser: unisexuales o dioicas (existen dos tipos de individuos diferentes, cada uno de sexo diferente). Ejemplo: arce monoicas o hermafroditas (el mismo individuo tiene los dos sexos y produce los dos tipos de gametos). En este último caso, no se suele dar la autofecundación y los órganos suelen madurar en momentos diferentes. Lo más frecuente es la fecundación cruzada. En ella los dos individuos hermafroditas se fecundan mutuamente. Candelas Manzano y Mª José Martínez 1

2 LOS CICLOS BIOLÓGICOS: Según el momento en el que se produce la meiosis (división reduccional de cromosomas) se distinguen tres tipos de ciclos biológicos: a.- Ciclo haplonte: Presente en algas unicelulares. Estos organismos presentan dotación cromosómica haploide. La meiosis se produce inmediatamente después de la fecundación. b.- Ciclo diplonte: Presente en algas pluricelulares. Propia de organismos diploides. La meiosis se produce al formarse los gametos. El cigoto es diploide y el adulto también. c.- Ciclo diplohaplonte: Presente en vegetales, musgos, helechos y plantas con semillas. Presentan ciclo con alternancia de fases o generaciones. Existen individuos haploides y otros diploides. La fase diploide es el esporofito, un tipo de individuo que produce esporas por meiosis. Estas esporas dan lugar a un individuo haploide llamado gametofito, en el que se forman los gametos haploides. Tras la fecundación se produce un cigoto diploide que origina un nuevo esporofito. Candelas Manzano y Mª José Martínez 2

3 La evolución del ciclo biológico en las plantas: El reino de las plantas incluye además de las espermatofitas (plantas con semilla) y consideradas las más evolucionadas, los helechos (pteridofitas) y los musgos (briofitas), plantas de características más primitivas. La evolución de las plantas guarda una estrecha relación con la evolución de sus ciclos biológicos diplohaplontes. En estos ciclos se observa una continua y progresiva disminución y regresión de las fases gametofíticas haploides (que es domimante en musgos) y que prácticamente llegan a desaparecer en las espermatofitas en beneficio de la fase diploide. La dotación cromosómica diploide aumenta la estabilidad genética de los individuos porque cada carácter tendrá dos genes que lo guarden. La evolución ha seleccionado la fase diploide cada vez más larga y de mayor importancia. REPRODUCCIÓN EN LOS MUSGOS: Plantas con la generación gametofítica dominante. Presentan ciclo diplohaplonte: alternancia de generaciones con una fase haploide sexual (gametofito) y una fase diploide asexual (esporofito). Los musgos y otras plantas similares representan el único grupo de plantas terrestres que no poseen tejidos conductores. Esto hace que su crecimiento sea limitado y que precisen de ambientes húmedos para vivir y reproducirse. Candelas Manzano y Mª José Martínez 3

4 REPRODUCCIÓN EN LOS HELECHOS Los helechos poseen un tejido conductor especializado en esporofito, que constituye la planta adulta. Tiene raíz o rizoma, tallo y hojas desarrolladas o frondes. En los frondes se desarrollan los esporangios, en cuyo interior se forman las esporas haploides previa meiosis. Las esporas son diseminadas y, cuando germinan, se multiplican por mitosis, formando el gametofito o protalo. REPRODUCCIÓN EN LAS ESPERMAFITAS Las plantas con semilla o espermafitas presentan órganos reproductores que se localizan en una parte concreta de la planta, en la flor. Es en ella donde después de la fecundación se produce la semilla. Esta estructura diploide ha sido la responsable del gran éxito evolutivo de los vegetales. Presentan ciclo diplohaplonte en el que el gametofito está muy reducido. Presenta dos fases: - diploide: esporofito (asexual) que es la planta adulta - haploide: gametofito (sexual) que es microscópico Hay dos tipos: Angiospermas y Gimnospermas Candelas Manzano y Mª José Martínez 4

5 1) ANGIOSPERMAS o plantas con flor y con semilla encerrada dentro de un fruto. La estructura de reproducción de estos vegetales verdaderos es la flor que constituye el esporofito. Está formada por un conjunto de hojas muy modificadas y agrupadas en capas concéntricas llamadas verticilos florales. Una flor tiene los siguientes verticilos florales: Pedúnculo floral: une la flor al tallo. Receptáculo floral: ensanchamiento del pedúnculo donde se insertan las partes protectoras y reproductoras de la flor y los nectarios (glándulas que producen néctar). Partes protectoras o PERIANTIO: es la envoltura de la flor. Formado por: La corola que está formada por los pétalos que son las piezas coloreadas de las flores. Sirve para atraer a los insectos y facilitar la polinización. El cáliz que está formado por los sépalos que es la parte verde de la flor. Tiene una consistencia más fuerte que la corola. A veces los pétalos y los sépalos tienen el mismo color, entonces les llamamos tépalos. Partes reproductoras: protegidas por el periantio. Presenta los órganos sexuales masculinos y femeninos. ANDROCEO es el órgano sexual masculino. Está formado por: Estambres formados por el filamento y la antera. La antera formada por dos cavidades o tecas. Cada teca contiene dos sacos polínicos o microsporangios con células madres del polen, que forman por meiosis, numerosas microesporas haploides. Cada una de estas microesporas formará un grano de polen maduro. El grano de polen se divide por mitosis y forma una célula que consta de: membrana interna o intina, membrana externa o exina, núcleo germinativo (pequeño, origina dos anterozoides o gametos masculinos) y núcleo vegetativo (grande, forma el tubo polínico o gametofito masculino y desaparece) GINECEO es el órgano sexual femenino. Está formado por los carpelos: El carpelo tiene forma de botella y está formado por: Estigma: parte superior donde se recoge el polen. Cuello o estilo: conducto por el que pasa el polen hasta el ovario. Ovario: cavidad inferior que contiene uno o más óvulos. Cada óvulo contiene una célula madre (macrosporangio) diploide, a partir de la cual, y por meiosis, se obtienen cuatro megaesporas o sacos embrionarios, tres de las cuales suelen desintegrarse. La megaespora constituye el gametofito femenino, también denominado saco embrionario. El saco embrionario por tres mitosis sucesivas origina ocho núcleos haploides. El ovario está formado por tegumento externo o primina, tegumento interno o secundina, micropilo u orificio superior y los ocho núcleos: 2 sinérgidas en el extremo micropilar y la oosfera entre ellas, tres antípodas en la parte inferior y el núcleo secundario formado por la unión de dos núcleos en el centro. FASES DE LA REPRODUCCIÓN: 1. Formación de los gametos (visto anteriormente) 2. Polinización 3. Fecundación 4. Formación de la semilla y el fruto Candelas Manzano y Mª José Martínez 5

6 Entra en la siguiente página web y realiza las actividades y los test EL PERIANTO La Corola: Pétalos (1) El Cáliz: Sépalos (2) EL ANDROCEO Estambres: Filamento (3) Antera (4) EL GINECEO Carpelo: Estigma (5) Estilo (6) Ovario (7): Óvulos (8) EL EJE FLORAL Tálamo (9) Pedúnculo (10) 2. POLINIZACIÓN : Proceso mediante el cual los granos de polen son transportados desde las anteras de los estambres hasta los estigmas de los carpelos. Puede ser: Directa o autopolinización en la misma planta Cruzada: entre plantas distintas. Si el polen es transportado por el viento se llama anemófila, si es por el agua hidrófila, si es por animales zoófila y si es por los insectos entomófila. Artificial: por el hombre. 3. FECUNDACIÓN: Se inicia cuando un grano de polen o gametofito masculino cae o es depositado en el estigma. Se produce su germinación. Se rompe la exina y por la rotura sale la intina que se alarga como un dedo de guante constituyendo el tubo polínico, que llega hasta el ovario dónde alcanza al óvulo. Cuando el tubo polínico empieza a crecer los dos núcleos del grano de polen se mueven por su interior. El núcleo vegetativo controla el crecimiento del tubo a lo largo del estilo y después desaparece. El germinativo se divide, dando lugar a dos anterozoides o gametos masculinos que penetran en el óvulo a través del micropilo. Se produce una doble fecundación: - un anterozoide se fusiona con la oosfera del óvulo, formando el cigoto, que por numerosas mitosis dará el embrión diploide (esporofito). el otro anterozoide o gameto masculino se fusiona con los dos núcleos que forman el núcleo secundario del saco embrionario, dando lugar a una célula triploide que es el albumen, que generará tejido nutritivo. El embrión, junto con el tejido nutritivo o albumen, se recubre de dos cubiertas protectoras (testa a partir de la primina y tegmen a partir de la secundina), formando la semilla. A partir del ovario se formará posteriormente el fruto, que encierra y protege a la semilla y facilita su dispersión. Candelas Manzano y Mª José Martínez 6

7 4. FORMACIÓN DE LA SEMILLA Y EL FRUTO EL FRUTO procede del ovario fecundado y maduro. Pared del fruto: PERICARPO. Sus partes son : EXOCARPO o parte externa (procede de la epidermis externa). MESOCARPO o parte intermedia (procede de los tejidos parenquimáticos). ENDOCARPO o parte interna dura que contiene la semilla (procede de la epidermis interna del carpelo). Según la consistencia de las paredes: frutos secos y carnosos. Según se abran espontáneamente o no en la madurez para liberar las semillas: Frutos dehiscentes: se abren espontáneamente. Frutos no dehiscentes: no se abren espontáneamente. LA SEMILLA procede del óvulo transformado y maduro. Consta de: Plántula o embrión formado por: Cotiledón o cotiledones que serán la primeras hojas de la futura planta Gémula o futura yema Plúmula o futuro tallo cuya parte superior se llama epicotilo y la inferior hipocotilo Radícula o futura raíz Albumen o tejido nutritivo Tegumentos: Testa que procede de la primina Tegmen que procede de la secundina A) Embrión o plántula: 1)radícula 2) plúmula 3) hipocotilo 4) cotiledón B) Albumen o tejido nutritivo C) Tegumentos 5) Testa 6) Micropilo por donde se dirige la radícula en la germinación Esta semilla, en angiospermas, queda encerrada en su fruto que se produce por la transformación del ovario del carpelo. Al germinar, de la semilla saldrá un pequeño vegetal con un eje verde del que podrán salir una (monocotiledóneas) o dos (dicotiledóneas) hojitas verdes (cotiledones) que empiezan a realizar la fotosíntesis. Candelas Manzano y Mª José Martínez 7

8 2) GIMNOSPERMAS Son plantas con semilla desnuda o protegida por escamas. Con flores primitivas leñosas o carnosas sin ovario que proteja el óvulo, por tanto sin fruto. El óvulo aparece desnudo sobre una escama o bráctea y el conjunto de brácteas dispuestas de forma generalmente helicoidal sobre un eje forma una inflorescencia que llamamos piña. Su polinización es anemófila, el grano de polen posee sacos llenos de aire que facilitan su dispersión por el viento y tras la polinización se forma una semilla (piñón) que queda sobre la bráctea hasta que la piña madura abre todas ellas y deja salir los piñones que caen al suelo dando lugar a un nuevo individuo. El pino es el esporofito (diploide) con conos masculinos y femeninos donde se forman los gametófitos masculinos y femeninos (haploides). El cultivo hidropónico.- Se utilizan disoluciones nutritivas (agua y fertilizantes) con o sin medio artificial (arena, grava, lana de roca, turba, serrín, etc.). Los sistemas hidropónicos líquidos no tienen ningún otro soporte. En las regiones templadas el cultivo hidropónico se lleva a cabo en invernaderos para disminuir la pérdida de agua por evaporación, controlar la temperatura y evitar las plagas. Candelas Manzano y Mª José Martínez 8

9 Candelas Manzano y Mª José Martínez 9

10 Completa la clasificación de las plantas y el cuadro en la dirección: CLASIFICACIÓN DE LAS PLANTAS Los individuos de este reino se agrupan en tres Divisiones: Raíz, tallo y hojas Briofitas Pteridofitas Gimnospermas Angiospermas Tejidos Flores Semillas Frutos Adaptación al medio terrestre Candelas Manzano y Mª José Martínez 10

12 Entra en la siguiente dirección y completa las diferencias entre Monocotiledóneas y Dicotiledóneas Dicotiledóneas Monocotiledóneas Tabla modificada a partir de Heywood, V.H. (1985), "Las plantas con flores". Ed. Labor, S.A.] Candelas Manzano y Mª José Martínez 12