Ciclo biológico de briofitas, pteridofitas y espermafitas: reproducción y germinación

Ciclo biológico de briofitas

Las briofitas necesitan mucha humedad para completar su ciclo. Todas las plantas tienen un ciclo diplohaplonte con alternancia de dos generaciones adultas. De las dos fases, la más aparente es el gametofito (n), constituido por rizoides, cauloides y filoides.

En el extremo de los cauloides se diferencian los órganos sexuales formadores de gametos por meiosis:

• Arquegonios: gametangios femeninos que forman el gameto femenino inmóvil (oosfera).
• Anteridios: gametangios masculinos que forman gametos masculinos móviles, provistos de flagelos, denominados anterozoides.

El agua ayuda a la llegada de los anterozoides al arquegonio. El cigoto diploide resultante de la fecundación germina y desarrolla el esporofito (2n), que queda unido al gametofito y está formado por un pie delgado en cuyo extremo se diferencia una cápsula, el esporangio, donde se forman esporas haploides por meiosis. Estas, al germinar, forman estructuras filamentosas de pocas células llamadas protonema, que se fija al sustrato y desarrolla el gametofito.

Ciclo biológico de pteridofitas

Las pteridofitas poseen raíz, tallo, hojas, así como tejidos conductores, y necesitan lugares húmedos. Presentan ciclo diplohaplonte en el que se ha reducido mucho la fase haploide o gametofito, mientras el esporofito domina.

El esporofito diploide es la planta de helecho, constituida por frondes. En la cara inferior se disponen los esporangios agrupados en estructuras denominadas soros. En su interior se forman las esporas por meiosis. Las esporas haploides, al caer al suelo, germinan formando un pequeño gametofito haploide de unos centímetros, en forma de lámina acorazonada y color verde, llamado protalo.

En la parte inferior del protalo se forman los gametangios: los anteridios producen anterozoides enrollados, y los arquegonios tienen en su parte interior una oosfera. Gracias a la humedad y al agua, los anterozoides llegan al arquegonio atravesando el cuello, llegan a la oosfera y se produce la fecundación. Se forma un cigoto diploide que, en sus primeros momentos, vive a expensas del protalo.

Reproducción en espermafitas

Destacan por su fecundación independiente del agua y por la formación de semillas. Las espermafitas presentan ciclo diplohaplonte con un gametofito muy reducido que se desarrolla a expensas del esporofito. Se dividen en angiospermas y gimnospermas.

Ciclo de las gimnospermas

Presentan el esporofito llamado conos o estróbilos, productores de esporas. Los conos están formados por hojas modificadas llamadas escamas o brácteas dispuestas alrededor de un eje.

• Conos masculinos: tienen escamas en su base con sacos polínicos, donde se producen por meiosis las micrósporas, que se transmiten en granos de polen.
• Conos femeninos: constituidos por brácteas; en su interior llevan escamas seminíferas. En el interior, la célula madre sufre meiosis y produce cuatro células haploides; tres de ellas degeneran y la megaspora, por mitosis, desarrolla el gametofito femenino, con 2-3 arquegonios, cada uno con una ovocélula.

La fecundación se produce cuando el grano de polen forma un tubo polínico que llega al arquegonio, donde uno de los núcleos espermáticos se une a la oosfera para dar lugar a un cigoto diploide; el otro degenera. Se forma el embrión, que queda rodeado del endospermo.

Ciclo de las angiospermas

Las angiospermas presentan una flor formada por las siguientes partes:

• Cáliz: formado por los sépalos, hojas poco modificadas de color verde.
• Corola: compuesta por pétalos de varios colores. El conjunto de cáliz y corola constituye el perianto, cuya misión es proteger los verticilos fértiles y facilitar la polinización.
• Androceo: hojas modificadas que reciben el nombre de estambres, compuestos por un filamento delgado con un ensanchamiento, la antera, de dos tecas separadas por un surco y cada una de ellas con dos sacos polínicos donde se producen los granos de polen.
• Gineceo: en el centro de la flor, formado por hojas modificadas denominadas carpelos. Cada carpelo tiene una cavidad inferior, el ovario, que se prolonga en un estilo delgado que termina en el estigma.

Formación de gametofitos

Gametofito masculino: el grano de polen germina cuando llega al estigma y comienza la formación del tubo polínico. En su interior hay dos núcleos: el núcleo vegetativo y el núcleo generativo. Este último se vuelve a dividir en el interior del tubo, formando núcleos espermáticos.

Gametofito femenino (saco embrionario): una célula madre de la megaspora se divide por meiosis y da lugar a cuatro células; tres degeneran y una, la megaspora haploide, desarrolla el saco embrionario con siete células. La megaspora aumenta de tamaño y se divide sin citocinesis en dos núcleos. Uno de los polos se separa, y tres núcleos rodeados de citoplasma originan el aparato ovular, constituido por la oosfera y dos células sinérgidas. En el polo opuesto, tres núcleos se rodean de un citoplasma propio y forman tres células llamadas antípodas. Los dos núcleos polares restantes quedan en el centro formando el núcleo secundario diploide.

Polinización y fecundación

• Polinización cruzada: si el polen se transfiere al estigma de la flor de otro individuo.
• Autopolinización: si se realiza entre flores de la misma planta.
• Anemófila: polinización por el viento. Las flores son poco vistosas, los estambres y estigmas son largos, y producen mucho polen de granos pequeños y ligeros.
• Entomófila: polinización por insectos, atraídos por su olor, color y vistosidad. Algunas flores desarrollan nectarios.
• Ornitófila: polinización por pájaros, como los colibríes, que tienen pico largo y estrecho.

Doble fecundación: cuando el tubo polínico llega al ovario y penetra hasta alcanzar el gametofito femenino, se rompe y libera los dos gametos masculinos. Uno de ellos se une con la oosfera para formar el cigoto diploide, que desarrollará el embrión. El otro núcleo se une a los dos núcleos polares del gametofito femenino, dando lugar a un núcleo triploide, del que se deriva el endospermo.

La semilla y el fruto

La semilla contiene un embrión pluricelular con raíz, tallo y hojas, mientras que en las esporas el embrión es de una sola célula. Además, la semilla contiene endospermo, un tejido nutritivo, y está protegida por una cubierta.

Tipos de frutos

• Simples: secos (con tejidos duros al secarse) o carnosos (maduran formando tejidos suculentos).
• Dehiscentes: se abren por diferentes mecanismos.
• Indehiscentes: permanecen cerrados.
• Múltiples: fruto derivado de una flor con varios carpelos.
• Complejos.

Diseminación y germinación

Diseminación: las plantas autocoras poseen mecanismos especiales de autodispersión que proyectan las semillas a distancia en su maduración. Otras se dispersan así:

• Hidrocoras: dispersión en medio acuático.
• Anemocoras: dispersión por el viento.
• Zoocoras: poseen frutos o semillas con estructuras de retención (epizoocoria) o frutos carnosos (endozoocoria).

Germinación: existen dos tipos:

• Epigea: los cotiledones y el ápice caulinar salen por encima del suelo, como en la judía (leguminosas).
• Hipogea: los cotiledones permanecen dentro de la cubierta y no salen del suelo, como ocurre en la mayoría de las monocotiledóneas.

Factores que afectan a la germinación: agua, gases, temperatura y variabilidad de la semilla.