La fecundación en las plantas
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En las angiospermas, la polinización se define como la colocación o transferencia de polen de la antera al estigma de la misma flor o de otra. En las gimnospermas, la polinización consiste en la transferencia de polen del cono masculino al cono femenino. Tras la transferencia, el polen germina para formar el tubo polínico y los espermatozoides que fecundan el óvulo.
La polinización adopta dos formas: autopolinización y polinización cruzada. La autopolinización se produce cuando el polen de la antera se deposita en el estigma de la misma flor o de otra flor de la misma planta. La polinización cruzada es la transferencia de polen de la antera de una flor al estigma de otra flor de un individuo diferente de la misma especie. La autopolinización se produce en las flores en las que el estambre y el carpelo maduran al mismo tiempo y están colocados de forma que el polen pueda aterrizar en el estigma de la flor. Este método de polinización no requiere una inversión de la planta para proporcionar néctar y polen como alimento a los polinizadores. Estos tipos de polinización se han estudiado desde la época de Gregor Mendel. Mendel llevó a cabo con éxito la autopolinización y la polinización cruzada en guisantes de jardín mientras estudiaba cómo se transmitían las características de una generación a otra. Los cultivos actuales son el resultado de la mejora vegetal, que emplea la selección artificial para producir las variedades actuales. Un ejemplo es el maíz moderno, que es el resultado de miles de años de mejoramiento que comenzó con su ancestro, el teosinte. El teosinte que los antiguos mesoamericanos empezaron a cultivar tenía semillas diminutas, muy diferentes de las mazorcas relativamente gigantes de hoy. Curiosamente, aunque estas dos plantas parecen ser totalmente diferentes, la diferencia genética entre ellas es minúscula.
Esquema de la fecundación en las plantas
El lanzamiento del desarrollo de la semilla en las plantas con flores (angiospermas) se inicia con el proceso de doble fecundación: dos gametos masculinos (espermatozoides) se fusionan con dos gametos femeninos (óvulo y célula central) para formar las células precursoras de los dos componentes principales de la semilla, el embrión y el endospermo, respectivamente. Los espermatozoides inmóviles son conducidos por el tubo polínico hacia el óvulo que alberga el gameto femenino mediante mecanismos de guía y atracción del tubo polínico específicos para cada especie. Después de que el tubo polínico se rompa dentro del gametofito femenino, los dos espermatozoides se fusionan con el óvulo y la célula central iniciando el desarrollo de la semilla. La célula central fecundada forma el endospermo, mientras que el óvulo fecundado, el cigoto, formará el embrión propiamente dicho y el suspensor. Esta última estructura conecta el embrión con los tejidos maternos esporofíticos de la semilla en desarrollo. Los mecanismos subyacentes de la doble fecundación están estrechamente regulados para garantizar la entrega de espermatozoides funcionales y la formación de ambos, un cigoto y un endospermo funcionales. En esta revisión discutiremos el estado actual de los conocimientos sobre los procesos de crecimiento dirigido del tubo polínico y su comunicación con las células sinérgicas que dan lugar al estallido del tubo polínico, la interacción de los cuatro gametos que conduce a la fusión celular y, finalmente, discutiremos los mecanismos por los que las plantas con flores evitan la entrada de múltiples espermatozoides (polispermia) para maximizar su éxito reproductivo.
La fecundación en las angiospermas pdf
La doble fecundación es un complejo mecanismo de fecundación de las plantas con flor (angiospermas). Este proceso implica la unión de un gametofito femenino (megagametofito, también llamado saco embrionario) con dos gametos masculinos (espermatozoides). Comienza cuando un grano de polen se adhiere al estigma del carpelo, la estructura reproductiva femenina de una flor. El grano de polen se humedece y comienza a germinar, formando un tubo de polen que se extiende hacia el ovario a través del estilo. La punta del tubo de polen entra en el ovario y penetra a través de la abertura del micrópilo en el óvulo. El tubo polínico procede a liberar los dos espermatozoides en el megagametofito.
Las células de un óvulo no fecundado son 8 y están dispuestas en forma de 3+2+3 (de arriba a abajo), es decir, 3 células antipodales, 2 células centrales polares, 2 sinérgidas y 1 óvulo. Un espermatozoide fecunda al óvulo y el otro se combina con los dos núcleos polares de la gran célula central del megagametofito. El espermatozoide haploide y el óvulo haploide se combinan para formar un cigoto diploide, proceso que se denomina singamia, mientras que el otro espermatozoide y los dos núcleos polares haploides de la gran célula central del megagametofito forman un núcleo triploide (triple fusión). Algunas plantas pueden formar núcleos poliploides. La gran célula del gametofito se convertirá entonces en el endospermo, un tejido rico en nutrientes que proporciona alimento al embrión en desarrollo. El ovario, que rodea a los óvulos, se convierte en el fruto, que protege las semillas y puede servir para dispersarlas[1].
Esquema de la fecundación en las plantas con flores
ResumenMensaje claveA la luz de los descubrimientos disponibles en el campo, este manuscrito de revisión analiza el mecanismo de reproducción de las plantas y los actores moleculares que intervienen en el proceso.ResumenLos espermatozoides de las angiospermas son inmóviles y están físicamente distantes de los gametofitos femeninos (FG). Para asegurar la producción de la siguiente generación, las plantas han ideado un método inteligente por el que los dos espermatozoides de cada polen son llevados de forma segura al gametofito femenino, donde se producen dos eventos de fertilización (al fertilizar cada espermatozoide un óvulo y una célula central) para dar lugar al embrión y al endospermo. Cada uno de los óvulos fecundados con éxito se convierte posteriormente en una semilla. Un conjunto de macromoléculas interviene en el guiado del tubo polínico (TP), desde el estigma, pasando por el tracto transmisor y el funículo hasta el extremo micropilar del óvulo. Otros conjuntos de actores genéticos están implicados en la recepción del TP y en su ruptura tras entrar en el óvulo, y otros conjuntos de genes funcionan en la fusión gamética. Las angiospermas han recorrido un largo camino desde el desarrollo de la estructura reproductiva primitiva hasta el órgano actual, sofisticado, diverso y, en la mayoría de los casos, extravagante. En esta revisión, discutiremos el intrincado pero complejo mecanismo molecular de la doble fecundación y cómo puede haber sido moldeado por las fuerzas evolutivas, centrándonos particularmente en la planta modelo Arabidopsis.