7. PROCESO DE FECUNDACIÓN
El punto principal de la reproducción sexual es la fecundación, es decir, la unión de los gametos masculino y femenino para formar el cigoto. El cigoto es el óvulo fecundado, el cual se considera la primera célula del nuevo individuo.
El cigoto sufre una serie de multiplicaciones celulares y pasa a ser el embrión, el cual dará origen a la nueva planta.
El proceso de fecundación está controlado básicamente por hormonas. El grano de polen contiene auxinas. En este proceso hay una producción de hormonas y una mayor división celular.
El anteridio da lugar al gameto masculino; el tubo polínico crece determinado por factores genéticos. La dirección del tubo polínico está gobernada por estímulos químicos que atraen el extremo del tubo al micrópilo, cuando el óvulo está preparado para la fecundación. El núcleo endospérmico se divide y se forma en endospermo. El grano de polen, después de haber quedado sobre la superficie del estigma, absorbe agua y azúcar, y se forma el tubo polínico.
La megaspora da origen al saco embrionario. El núcleo de la megaspora sufre tres divisiones mitóticas, resultando ocho núcleos idénticos, siete células y ocho núcleos, más los tegumentos y el funículo. El oogonio da lugar al gameto femenino (ovocélula). Un óvulo se inicia como una protuberancia en la pared del ovario. La célula madre sufre dos divisiones meióticas, que producen cuatro megasporas; tres de ellas se desintegran y generalmente la que permanece es la que está más alejada del micrópilo.
En el saco embrionario uno de los núcleos espermáticos se une con el núcleo de la ovocélula, fecundándola para formar la primera célula de la nueva planta. Simultáneamente el otro núcleo espermático se une con los dos núcleos polares formando así un núcleo endospérmico primario o núcleo de triple fusión.
Este proceso se denomina doble fecundación y ocurre sólo en las angiospermas. Para que se forme la semilla debe realizarse en cada óvulo la doble fecundación. Inmediatamente ocurre la fecundación, el núcleo se desorganiza, las sinérgidas y antípodas se desintegran, el óvulo fecundado crece y se transforma en embrión.
7.1 Etapas del desarrollo del embrión
Ä El cigoto se divide varias veces y forma una fila de células llamadas proembrión, el cual se presenta como una protuberancia en el saco embrionario.
Ä Las antípodas y sinérgidas tienen una vida corta y altas reservas nutritivas.
Ä El saco embrionario totalmente desarrollado consta de siete células y ocho núcleos, esto más el nucelo circundante, los tegúmeros y el funículo, constituye el óvulo maduro.
7.2 Germinación del polen
El grano de polen llega al estigma, el tubo polínico comienza a desarrollarse y entra al estilo, crece y desciende hasta la ovocélula.
Si la célula generativa aún no se ha dividido para formar los dos gametos masculinos lo hace cuando entra al estilo. Los gametos bajan por el tubo polínico. La extremidad del tubo polínico atraviesa al núcleo y penetra en el saco embrionario, donde se abre descargando los espermios. Una vez ocurre la fecundación, tanto las sinérgidas como las antípodas se desintegran.
El embrión es el resultado final del ciclo sexual de una flor. Durante la floración, el polen es transferido de la antera al estigma (polinización), allí germina y crece el tubo polínico hasta alcanzar el saco embrionario (fertilización).
Los núcleos del gametofito masculino descienden por el tubo polínico; uno se combina con el núcleo del huevo para formar el cigoto, del cual se desarrolla el embrión, y el otro se combina con los dos núcleos polares para formar el endospermo triploide. El embrión puede abortar, o no alcanzar a acumular las reservas alimenticias necesarias por lo que la semilla sería infértil si logra formarse.
8. LA SEMILLA
La semilla es el elemento esencial en la producción agrícola, su tamaño y su relativa longevidad ha permitido la distribución de plantas cultivadas tanto en el espacio como en el tiempo. La calidad de las semillas determina el éxito del cultivo.
La semilla es un óvulo maduro encerrado en un ovario maduro. Es el producto de la unión de dos gametos, partir del crecimiento del embrión después de la fecundación. La semilla es el resultado de la polinización y de una posterior fecundación, teniendo como resultado la recombinación genética. Por lo tanto la semilla es portadora de los caracteres de ambos padres.
El ciclo biológico de la semilla comprende los cambios que ocurren en el estambre y en el pistilo para los procesos de polinización, desarrollo del embrión, formación de envolturas de la semilla y la provisión de alimentos almacenados y utilizados por la plántula para germinar.
La planta con frecuencia debe sobrevivir en condiciones que podrían ser peligrosas para un organismo que se genera a partir de estructuras vegetativas, y la semilla constituye el medio de protegerse frente a condiciones extremas de temperatura y humedad, puesto que es la forma de supervivencia invernal.
La estructura de la semilla puede estar especializada para poder ser dispersada por el viento, como ocurre en algunas especies de la familia de las compuestas y quenopodiáceas. Otros seres vivos (aves, mamíferos), se encargan de difundir las semillas de los frutos carnosos o ricas en proteínas.
8.1 Estructura de la semilla
La semilla es una estructura compleja, constituida por el embrión, una o varias envolturas y por las reservas nutricionales. En algunas especies, las sustancias nutritivas están en el embrión, mientras que en otras, las reservas se encuentran en los tejidos circundantes.
En términos generales, se puede decir que la semilla está formada básicamente por el embrión, las reservas nutricionales y la testa. Seguidamente se verán con detalle cada una de estas partes.
8.1.1 El embrión
Es la estructura que contiene toda la información genética de ambos progenitores, y el que dará origen a la nueva planta; éste está cubierto por una testa que se desarrolla a partir de las capas externas del óvulo, después de la fecundación.
Su estructura básicamente consiste en un eje con puntos de crecimiento en cada extremo. El embrión está constituido por una radícula que se transformará en la raíz primaria de la plántula y una plúmula, que será el sistema aéreo; ambas regiones están unidas por el hipocótilo. En la nuez del Brasil, el hipocótilo posee reservas nutricionales. En las monocotiledóneas, sólo aparece formando parte del embrión una hoja seminal (cotiledón), y en las dicotiledóneas aparecen dos. Las gimnospermas pueden tener hasta catorce cotiledones. Los cotiledones pueden ocupar una gran parte de la semilla y pueden actuar como reserva alimenticia del embrión.
El embrión se forma a partir del cigoto, el cual se forma al unirse la ovocélula con el gametofito masculino. Al desarrollarse la semilla, el crecimiento del embrión cesa mientras la semilla madura. La orquidea no posee reservas nutricionales, por lo tanto no le permite soportar condiciones de germinación.
En algunas especies el embrión posee también sustancias alimenticias, como por ejemplo en el fríjol, algodón, lechuga y cacao, razón por la cual éste ocupa mucha parte de la semilla.
El embrión está conformado por:
ë La radícula que da origen a la raíz.
ë El hipocótilo, difícil de separar de la radícula.
ë Cotiledones.
ë Plúmula: Consiste en el ápice del brote con las primeras hojas verdaderas.
En dicotiledones es fácil identificar cada parte de la semilla, lo cual no ocurre en la monocotiledoneas. Algunos embriones no alcanzan su madurez fisiológica en la planta.
Algunas especies presentan poliembrionia, en la que se forman dos o más embriones en una sola semilla. Posiblemente porque se desarrollan una o varias sinergidas, o dos o más sacos embrionarios en la nucela.
8.1.2 Tejidos de almacenamiento
En algunas semillas las reservas alimenticias son el endospermo (unión de los núcleos polares con el gameto masculino). Las reservas alimenticias de una semilla básicamente están en forma de carbohidratos, grasas y almidones elaborados a partir de azúcares a medida que la semilla madura. Otras semillas como las oleaginosas, contienen elevadas proporciones de grasas y aceites y otras como las leguminosas contienen proteínas. En el maíz las reservas nutricionales son básicamente almidón y dextrina: en lilliaceas hemicelulosa.
La semilla de orquidea carece de endospermo, cotiledón, eje o radícula. Los compuestos orgánicos se forman a partir de la descomposición de carbohidratos a compuestos proteínicos insolubles del material orgánico del suelo en solubles, a partir de hongos del suelo, es decir, las plántulas dependen de su fuente externa o sea son heteroitróficos.
8.1.3 La testa
Es la cobertura de la semilla que la protege de daños por factores externos. La testa está constituída por una o varias capas de células protectoras con paredes celulares gruesas. Estas características le confieren un cierto grado de impermeabilidad al agua y a los gases, pudiendo ejercer una función reguladora en el metabolismo de los órganos y tejidos internos de la semilla.
En la testa aparece una cicatriz de forma y tamaño variables denominada "hilum" que marca el lugar de unión de la semilla al funículo. En muchas semillas maduras se aprecia también el micropilo, que forma un pequeño orificio en un extremo de la semilla.
En algunas especies la testa es muy dura y presenta una alta resistencia a tratamientos mecánicos. Incluso puede inhibir la germinación, por lo cual la semilla entra en una etapa de latencia.
La testa tiene funciones específicas en el proceso de germinación como son controlar la permeabilidad del agua y gases: algunas poseen una capa mucilaginosa que le permite retener agua, acelerando la germinación. En algunas especies la testa atrae algunos animales que facilitan la dispersión de la semilla.
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