Tema 12: Ciclos biológicos y reproducción. Bibliografía: ver temas anteriores http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema22/index22.htm Animación del ciclo del pino (ginmospermas) y de paraiso Melia azedarach (Angiospermas)

En los seres eucarióticos, tanto vegetales como animales, aparecen dos formas básicas de reproducción: • vegetativa (asexual): tiene lugar fundamentalmente por mitosis y divisiones celulares y da lugar normalmente a individuos con la misma herencia genética (con las salvedades de las mutaciones). Bipartición y pluripartición Fragmentación Esporulación • generativa (sexual): por meiosis y singamia, hay un apareamiento de células o de individuos unicelulares, que llegan a fundir sus protoplasmas y, finalmente, sus núcleos. Es normal, salvo desviaciones extraordinarias, que la descendencia presente diferente herencia genética, tanto entre sí como con sus padres.

Reproducción sexual Gameto: célula haploide, diferenciada sexualmente en la mayor parte de los casos y destinada a tomar parte en un proceso de fecundación para generar, por medio de un zigoto, un nuevo individuo de la especie. Son células características de la reproducción sexual. — Isogamia: los dos gametos son idénticos (isogametos), no solo entre sí sino en muchos casos también a las células vegetativas. Solo se pueden diferenciar genética o fisiológicamente por su comportamiento. — Anisogamia: los gametos son distintos entre sí por su tamaño aunque son similares en morfología. Se denominan micro y macrogametos. — Oogamia: los gametos son diferentes en tamaño y en muchas ocasiones en movilidad. Uno de los gametos, el femenino, es muy grande e inmóvil y se denomina ovocélula o gameto. El otro gameto, el masculino, es más pequeño y puede ser móvil (espermatozoide) o no (espermacios). Gametangio: receptáculo donde se forman los gametos. — Hermafroditas: plantas que presentan ambos sexos (ambos tipos de gametangios) situados sobre el mismo órgano (una flor, por ejemplo, con estambres y carpelos). — Unisexuales: plantas con los sexos (gametangios) separados en órganos diferentes. En este caso, se abren otras dos posibilidades: •Monoica: planta con los dos sexos en el mismo individuo. •Dioica: planta con los sexos separados en individuos diferentes.

Ciclos biológicos Fase haploide (n) Fase diploide (2n) • Ciclo haplonte: predomina la fase haploide • Ciclo diplonte: fase haploide muy reducida, sin individuo patente (animales) • Ciclo diplohaplonte: individuos patentes en ambas fases (plantas). Individuos diploides forman esporas haploides (meiosis) y se desarrollan individuos haploides. Estos forman gametos (mitosis) haploides, que se fusionan para producir individuos diploides.

Tomado de Izco et al. 2003

Micro

Macro (mega)

Esporófilo

Esporangio

Espora

Gameto

Grano polen (uninucleado) micróspora

Célula espermática

megáspora

Ovocélula

Estambre

Saco polínico

microsporófilo

microsporangio

Carpelo

Primordio seminal

megasporófilo

Estado diploide

Estado haploide

Gametofito ma= grano de polen maduro Gametofito f. = saco embrional maduro

Desarrollo del fruto El fruto procede de los tejidos carpelares del gineceo fecundado, desarrollados como consecuencia secundaria de la fecundación de los óvulos. Al mismo tiempo que los primordios seminales se transforman es semilla, las paredes del ovario aumentan de tamaño y se modifican para dar lugar al fruto, este es el modo general de formación de un fruto y a este tipo se denomina fruto simple. En algunas especies intervienen en su formación otras piezas florales (Malus, Pyrus) como parte del hipanto (tubo del cáliz: se suelda el cáliz, corola, estambres), en la fresa (Fragaria) el tálamo el que se desarrolla transformándose en la parte jugosa, etc., a este tipo le llamaremos fruto compuesto o complejo. El pericarpo comprende tres capas: externa o exocarpo/epicarpo , media o mesocarpo, e interna o endocarpo. Según la consistencia del pericarpo los frutos se dividen en secos y carnosos. A su vez, tanto los frutos secos como los carnosos se clasifican en dehiscentes (pueden abrirse en algún momento para dejar en libertad la semilla y, a veces, hasta lanzarlas a distancia) e indehiscentes (el pericarpo está siempre firmemente adherido a la semilla hasta que termina por descomponerse).

FRUTOS SECOS. Al llegar la madurez tienen un pericarpo membranoso o coriáceo, no muy desarrollado, con poco agua. Pueden ser: Frutos secos y dehiscentes -Folículo: formado por un solo carpelo; se abre por una sutura ventral. Es el más simple de todos los frutos. Lo encontramos en los géneros Aquilegia, Helleborus y Delphinium entre otros. -Legumbre: es monocarpelar; se abre a través de dos valvas. Las semillas quedan adheridas en dos filas. Es el fruto típico de las papilionáceas o fabáceas. -Cápsula: recibe este nombre cualquier tipo de fruto seco y dehiscente que sea pluricarpelar. Acostumbran a tener dehiscencia por poros o por valvas Frutos secos e indehiscentes (genéricamente nueces) -Aquenio: es aquel que sólo tiene una semilla y pericarpo delgado y coriáceo. Es el fruto típico de fagáceas y de compuestas o asteráceas. -Cariópside: es como una núcula pero con el pericarpo unido a la testa. Es el fruto típico de las gramíneas o poáceas. -Sámara: es un aquenio alado. Podemos verlas en los olmos, fresnos y arces.

FRUTOS SIMPLES CARNOSOS. Todas las capas de pericarpo, o solo alguna de ellas, son muy jugosas, de consistencia carnosa, constituidas por tejidos parenquimatosos ricos en agua. Pueden ser: -Drupa: procede de ovarios monocarpelares o sincárpicos. Se caracteriza por presentar un endocarpo lignificado de consistencia dura, el hueso, que protege a la semilla. Ej. Nuez, melocoton, ciruela etc. -Baya: se caracteriza por presentar todo el pericarpo carnoso, sólo la parte externa del epicarpo se transforma en una capa membranosa. Ej. Uvas, tomate. La consistencia de las pepitas se debe a la semilla. FRUTOS COMPUESTOS -Pomo: procede de una flor con ovario ínfero y sincárpico. En la formación del fruto interviene el ovario y el hipanto, también es frecuente observar restos de cáliz en la parte superior del fruto. Comprende una parte carnosa procedente, por una parte del hipanto y por otra parte de la pared externa de los carpelos, el límite entre las dos no está definido, el endocarpo es coriaceo y rodea los lóculos donde se encuentran las semillas. Ej. la manzana, la pera y el membrillo. Otros aspectos reproductivos AAutopolinización y endogamia: polen de una flor llega a los órganos femeninos de la misma flor o a otra flor del mismo individuo. Alogamia: fecundación cruzada (entre individuos diferentes) Apomixis Mecanismo por el que se produce un embrión, y por tanto semillas (no siempre), sin fecundación previa, esto es, sin fusión de gametos. Se conoce en todos los grupos vegetales, pero es más común o frecuente (o al menos, se ha estudiado con mayor detalle) en las plantas con flores. Se conocen dos tipos principales de apomixis: o Embrionía adventicia (aposporia): el embrión se forma a partir de células de la nucela (Citrus), del tegumento (Hieracium) o de otras células somáticas, diploides todas ellas por ser parte del esporófito. Conceptualmente, es semejante en todo a una reproducción vegetativa. o Apomixis gametofítica: el embrión se forma a partir de células del gametófito pero que han sufrido problemas en la reducción cromosómica, por lo que no son haploides (suelen ser diploides). Pueden darse, a su vez, dos casos: Partenogénesis (s.s.): se forma el embrión desde la ovocélula, aunque esta es diploide (Taraxacum). Apogamia: el embrión se forma de cualquier célula somática gametofítica, por ejemplo, una sinérgida (Alchemilla) o una antípoda (Ulmus).