Reproducción sexual en plantas con flores

Las plantas con flores se reproducen por medios sexuales y asexuales. El proceso de reproducción sexual es el siguiente: Pre-fertilización-que consiste en Gametogénesis y Transferencia de gametos o polinización, Fertilización-Syngamia + triple fusión, y Post-fertilización-Que consiste en endospermo y desarrollo embrionario. Maduración del óvulo en semilla.

Pre-fertilización 

Estructuras y eventos: Las flores son los sitios de reproducción sexual. En una flor, el androceo representa el sistema reproductor masculino y el gineceo representa la parte reproductiva femenina.

Androceo

• El androceo consta de verticilos de estambres. Un estambre consiste en el filamento (tallo largo y delgado) y la antera (la estructura bilobulada terminal). Cada lóbulo es diteco (2 tecas). La teca está separada por un surco longitudinal que se extiende a lo largo.
• La antera es una estructura tetragonal que consta de 4 microsporangios/microsporangium ubicados en las esquinas 2 de cada lóbulo.
• Los microsporangios se desarrollan aún más y se convierten en sacos de polen llenos de granos de polen.

Estructura del microsporangio

• El microsporangio está rodeado por cuatro capas de pared, que son la epidermis, el endotecio, las capas medias y el tapete interno.
• En la antera joven, los centros de cada microsporangio contienen células homogéneas denominadas tejido esporógeno.

microsporogénesis

• Es el proceso de formación de microsporas a partir de una célula madre de polen a través de la meiosis denominada microsporogénesis.
• A medida que ocurre el desarrollo en otro, el tejido esporógeno en un microsporagio se diferencia en microsporas. La microspora sufre una tétrada de meiosis.
• A medida que la otra madura, las microsporas se separan unas de otras y se convierten en un grano de polen. En el 60% de las angiospermas, el grano de polen se desprende en la etapa de dos células, mientras que en otras células generativas se somete a mitosis para formar dos gametos masculinos (etapas de tres células).
• La viabilidad de los granos de polen después del desprendimiento/liberación depende de la temperatura y la humedad; varía de 30 minutos (p. ej., trigo, arroz) a unos pocos meses (pólenes de rosáceas).

Granos de polen

Representa el gameto masculino y es esférico con una pared de dos capas.

• Exina exterior: Capa dura hecha de esporopolenina que es extremadamente resistente y puede soportar altas temperaturas, condiciones ácidas, alcalinas y enzimas.
• Tina interior: Es una capa delgada y continua formada por celulosa y pectina.
• Un grano de polen maduro contiene dos células.
  • Célula vegetativa: Es de mayor tamaño y reserva alimento y un gran núcleo.
  • Célula generativa: Es de tamaño pequeño y flota en el citoplasma de la célula vegetativa. Tiene un núcleo y se divide mitóticamente para formar 2 gametos masculinos.

gineceo

El gineceo representa la parte reproductiva femenina de una flor. Se compone de verticilos de pistilos. Cada pistilo tiene tres partes.

• Stigma-It es una plataforma de aterrizaje para granos de polen
• Estilo: es una parte larga y delgada debajo del estigma.
• Ovario- Es una parte basal hinchada del pistilo. Dentro del ovario, hay un tejido llamado placenta sobre el cual se desarrollan los óvulos. Un número de óvulos en el ovario puede ser uno o muchos. El ovario tiene una o más cavidades llamadas lóculos.

Megasporagio/Óvulo

• El óvulo está unido a la placenta por un tallo (funículo). La unión donde se fusionan el cuerpo del óvulo y el funículo se denomina hilio.
• Cada óvulo tiene uno o dos sobres protectores llamados tegumentos que cubren el resto del óvulo excepto por una pequeña abertura llamada micropilo.
• Frente al extremo del micrópilo, se encuentra la Chalaza, que representa la parte basal del óvulo.
• La masa de células que están encerradas dentro de los tegumentos se llama núcleo. Contiene materiales alimenticios reservados. El saco embrionario o gametofito femenino se encuentra dentro del núcleo.

megasporogénesis

El proceso de formación de la forma de megasporas. La célula madre de megasporas (microsporas) se denomina megasporogénesis.
La microspora es grande y contiene un citoplasma denso. Se somete a meiosis para producir cuatro megasporas. La megaspora funcional única se convierte en el gametofito femenino. Este tipo de desarrollo se llama desarrollo monospórico.

Formación de Embryosac

El núcleo de la megaspora funcional se divide mitóticamente para formar dos núcleos que se mueven hacia el polo opuesto y forman 2 sacos embrionarios nucleados. Dos divisiones nucleares mitóticas secuenciales más aseguran que conducen a los 8 núcleos y 8 sacos embrionarios nucleados, cada extremo opuesto tiene un grupo de 4 núcleos.

Distribución de la célula dentro del saco embrionario

• 6 de los 8 núcleos quedan rodeados por la pared celular y los dos restantes llamados núcleos polares se sitúan en el centro.
• 3 de las 6 células se agrupan en el polo micropilar y constituyen el aparato del huevo (consiste en 2 sinérgidos y un óvulo). Los sinérgidos tienen un aparato filiforme que guía los tubos polínicos hacia el sinérgido.
• Las otras 3 celdas en el extremo chalazal se llaman antípodas.
• Por lo tanto, un embrión de angiosperma maduro típico tiene 8 nucleados y 7 células.

Polinización

La polinización es un curso de movimiento de los granos de polen/polvo a través de la antera y el estigma de una flor similar de una planta o a varias plantas para el proceso de fertilización y la creación de semillas. Los especialistas que se ocupan de mover los granos de polen son las aves, el viento, las criaturas y el agua.

Autogamia (autopolinización)- Es la transferencia de un grano de polen de otro al estigma de la misma flor. Requiere que la antera y el estigma estén cerca. Las plantas como viola, oxalis y commelina producen 2 tipos de flores.

• Chasmogamous (Flor abierta): Flores con anteras expuestas y estigma.
• Cleistógamo (flor cerrada) – Flores que no se abren en absoluto.
• Geitonogamia (polinización cruzada): es el proceso de transferencia de granos de polen de la antera de una flor al estigma de otra flor en la misma planta. Requiere un agente de polinización.
• Xenogamia (polinización cruzada)- Es el proceso de transferencia del grano de polen de la antera al estigma de una planta diferente. Esto trae una diferencia genética.

Agentes de polinización

Las plantas utilizan el aire, el agua y los animales para la polinización. Hay dos tipos de agentes de polinización, que son abióticos y bióticos. Los agentes abióticos incluyen el viento y el agua, mientras que los agentes bióticos incluyen animales.

• Interacciones polen-Pitil: Es un proceso dinámico que implica el reconocimiento del polen seguido de la promoción o inhibición del polen.
• Si el polen es compatible (tipo correcto) el pistilo acepta la germinación del polen.
• Si el polen es incompatible (tipo incorrecto), el pistilo impide la germinación del polen.
• El grano de polen germina sobre el estigma para producir un tubo polínico a través de uno de los poros germinales.
• Los 2 gametos masculinos del grano de polen se mueven hacia el tubo polínico.
• El tubo polínico crece a través de los tejidos del estigma y el estilo.
• Llega al ovario y entra en el óvulo a través del aparato filiforme.

Fertilización

Después de entrar en sinergias, el tubo polínico libera 2 gametos masculinos en el citoplasma de las sinergias.

• Singamia: uno de los gametos masculinos fusionado con el óvulo forma el cigoto (2n) y se desarrolla en un embrión.

Gameto masculino (n) + óvulo (n) —- Cigoto (2n) —Embrión—Planta (2n)

• Fusión triple : los otros gametos masculinos se fusionan con 2 núcleos polares para producir un núcleo de endospermo primario triploide y se desarrolla en el endospermo.

Gameto masculino (n) + 2 núcleos polares (n+n) —núcleo del endospermo primario (3n) –Endospermo (3n)

• La fusión de singamia y triple fusión que ocurre en el saco embrionario se denomina doble fertilización.

Post-fertilización

Estructura y eventos

Después de la doble fertilización, el evento de desarrollo del endospermo y el embrión, la maduración del óvulo en semilla y del ovario en fruto se denominan colectivamente eventos posteriores a la fertilización.

Endospermo : las células del endospermo están llenas de materiales alimenticios reservados. Se utilizan para la nutrición del embrión en desarrollo.
Pasos del desarrollo del endospermo

• Paso-1 El núcleo del endospermo primario sufre divisiones nucleares sucesivas para dar lugar a núcleos libres. Esto se llama endospermo nuclear libre.
• Paso 2 Posteriormente se produce la formación de la pared celular y el endospermo se vuelve celular. El agua de coco tierna es un endospermo nuclear libre y el núcleo blanco que lo rodea es el endospermo celular.

Desarrollo del embrión

• El embrión se desarrolla en el extremo micropilar del saco embrionario donde se encuentra el cigoto.
• El cigoto da origen al proembrión y posteriormente al embrión globular, en forma de corazón y maduro. 

Preguntas conceptuales

Pregunta 1: ¿Cuáles son los agentes de la polinización?

Responder:

Las plantas utilizan el aire, el agua y los animales para la polinización. Hay dos tipos de agentes de polinización, que son abióticos y bióticos. Los agentes abióticos incluyen el viento y el agua, mientras que los agentes bióticos incluyen animales.

Pregunta 2: ¿Cuáles son los métodos de reproducción sexual en las plantas?

Responder:

El sistema reproductivo sexual implica la fusión de gametos, por lo que produce flores descendientes que son genéticamente diferentes de los padres. Las estructuras reproductivas masculinas y femeninas en las flores son el androceo y el gineceo. Esto se puede dividir en tres etapas;

• Polinización: La polinización es un curso de movimiento de los granos de polen/polvo a través de la antera y el estigma de una flor similar de una planta o a otra planta para el proceso de fertilización y la creación de semillas. Los especialistas encargados de mover los granos de polen son las aves, el viento, las criaturas y el agua.
• Desarrollo de un cigoto: durante el proceso de polinización, los granos de polen depositados sobre el estigma se convertirán en tubos polínicos, luego los tubos polínicos se moverán hacia arriba a través del estigma y el estilo. Durante la reubicación, se forman dos gametos dentro del tubo de polvo. En el momento en que el tubo polínico llega al ovario, se rompe dando lugar a dos gametos masculinos en el saco embrionario. Los gametos masculinos se combinan con el óvulo para formar un cigoto en el proceso de tratamiento doble. Uno de los núcleos de esperma se conecta con el núcleo del óvulo para formar un cigoto 2n. El siguiente núcleo se fusiona con el núcleo 2n para formar un núcleo 3n que, por división mitótica, provoca el desarrollo del endospermo.
• Formación de Frutos y semillas: Después de la disposición de un cigoto, se permite la creación de un embrión. Los óvulos se transforman en semillas y el ovario se transforma en un producto orgánico. Un resultado definitivo de la multiplicación sexual son las semillas en las angiospermas.

Pregunta 3: ¿Defina singamia y triple fusión?

Responder:

Singamia: uno de los gametos masculinos fusionado con el óvulo forma el cigoto (2n) y se desarrolla en un embrión.
Gameto masculino (n) + óvulo (n) —- Cigoto (2n) —Embrión—Planta (2n)
Fusión triple: los otros gametos masculinos se fusionan con 2 núcleos polares para producir un núcleo de endospermo primario triploide y se desarrolla en el endospermo.
Gameto masculino (n) + 2 núcleos polares (n+n) —núcleo del endospermo primario (3n) –Endospermo (3n)

Pregunta 4: ¿Por qué la reproducción vegetativa también se considera como un tipo de reproducción asexual?

Responder:

La reproducción vegetativa es un ciclo durante el cual se obtienen nuevas plantas sin la unión de semillas o esporas. Incluye el engendramiento de plantas a través de partes vegetativas específicas como el rizoma, el retoño, el tubérculo, el bulbo, etc. No incluye la combinación del gameto masculino y femenino y requiere solo un padre. En consecuencia, la proliferación vegetativa se considera como una especie de reproducción asexual.

Pregunta 5: ¿Diferencia entre reproducción sexual y asexual?

Responder:

Reproducción sexual	Reproducción asexual
Se trata de dos personas diferentes.	Se trata de un solo individuo
Implica la fusión de los gametos masculino y femenino.	No requiere la fusión de los gametos masculino y femenino.
Los descendientes producidos en la reproducción sexual son diferentes de sus padres.	La descendencia producida en la reproducción asexual es exactamente similar a su progenitor.
Es un proceso lento.	es un proceso rapido
Ocurre en plantas y animales superiores.	Ocurre en invertebrados inferiores y cordados inferiores.