Espermatófitas

La adquisición de semillas representó la cúspide de la adaptación al medio terrestre en el reino vegetal. En las plantas con semilla ya no solo predominó el esporofito, sino que el gametofito se ha reducido hasta llegar a ser una estructura dependiente encerrada en el arquegonio del esporofito.. Por otro lado los espermatozoides flagelados de las plantas inferiores fueron sustituidos por el proceso de polinización. Fue la polinización lo que permitió que las plantas se independizaran del agua como vehículo de fecundación. Asimismo, el cigoto y el embrión en desarrollo (que se convertirá en el nuevo esporofito) dejaron de depender del agua, pues la semilla aloja al embrión dentro de una dura cubierta y lo protege contra otros mecanismos.

Las espermatófitas modernas se dividen en: Gimnospermas y Angiospermas.

Gimnospermas

Las gimnospermas (del latín, gymn-, ‘desnuda’; del griego, sperma, ‘semilla’) (foto 6 y 7), nombre que reciben las plantas vasculares que forman semillas pero carecen de flores. Comprenden varios grupos: cicadofitos, ginkgos, coníferas (foto 8) y gnetofitos. Las gimnospermas son plantas leñosas de porte arbustivo, arbóreo o, más raramente, trepador (algunas plantas gnetofitas). Se diferencian del otro filo de plantas con semillas, el formado por las plantas con flores (Angiospermas), en que las semillas no están encerradas en carpelos, sino dispuestas sobre escamas organizadas en conos. Las gimnospermas son las plantas con semillas más antiguas; al parecer, proceden de helechos del devónico. Los cicadofitos conservan los caracteres más primitivos de las actuales plantas con semillas. Las pruebas morfológicas y moleculares sugieren que las gnetofitas comparten un antepasado común con las plantas con flores. Las gimnospermas vivientes están distribuidas por todo el mundo, pero prefieren, en particular las coníferas, las regiones templada y subártica. Cicadofitos y gnetofitos son primordialmente tropicales y subtropicales. Hay unos 70 géneros y 600 especies de gimnospermas vivientes, muchas menos que en muchas familias de plantas con flores.

¿Cómo se reproducen las gimnospermas?

Analicemos el ciclo vital de un pino (figura 1), una de las gimnospermas más conocidas por todos nosotros. Los pinos pertenecen al subgrupo de las coníferas. En el ciclo vital de estas plantas, el árbol corresponde a la generación esporofítica 2n y los gametofitos n consisten en un número pequeño de células que se originan en el esporofito.

Todas las coníferas producen dos tipos de esporas que se desarrollan en las piñas o conos masculinos y femeninos. Los conos masculinos son más pequeños que los femeninos y se encuentran en las ramas más bajas del árbol. Los conos femeninos están ubicados en las ramas más altas. Los conos femeninos están formados por unas hojas leñosas que poseen en sus bases células

Fig.1 Ciclo vital del Pino

formadoras de esporas haploides, que dan origen al gametofito femenino. Los conos masculinos están formados por estructuras superpuestas en forma de hojas. En la base de cada una de estas hojas se encuentran las células formadoras de esporas haploides. Estas esporas dan origen a gran cantidad de granos de polen o gametofitos masculinos que son transportados a través del viento. Cuando caen en los conos femeninos, se desarrolla en los granos de polen un largo tubo polínico que pone en contacto el núcleo masculino con el femenino. Este proceso puede llegar a durar hasta un año. Una vez realizada la fecundación de los núcleos, se forma una cigota 2n que se divide mitóticamente y origina el embrión del esporofito. El gametofito femenino rodea el embrión y pasa a formar parte del material nutritivo en la semilla madura. Tanto el embrión como el material nutritivo quedan rodeados por el tegumento que protege a la semilla. Cuando el cono femenino se abre, deja en libertad a las semillas que poseen un ala de tegumento que facilita su dispersión a través del viento.

Si las semillas caen sobre la tierra y en un ambiente adecuado, germinan y originan nuevos esporofitos.

Las gimnospermas presentan varios avances evolutivos sobre los helechos. Por ejemplo:

a) la fecundación no depende del agua;

b) la formación de un tubo polínico que guía el encuentro de los núcleos femenino y masculino, facilitándose así las posibilidades de una fecundación exitosa;

c) al permanecer el gametofito femenino en el esporofito, la cigota y el embrión poseen mayor protección en sus primeras etapas de desarrollo;

d) el embrión se encuentra protegido de la deshidratación y de posibles daños mecánicos por la semilla. De esta manera, el embrión puede permanecer en estado de latencia hasta que las condiciones ambientales sean las adecuadas para la germinación de la semilla y alimentarse de los nutrientes presentes en esta estructura. Todas estas características hacen que las gimnospermas sean las primeras plantas cuya reproducción está totalmente adaptada a la vida terrestre.

Angiospermas

Las angiospermas (del latín angi-, encerrada, y del griego sperma, semilla), nombre común de la división o filo que contiene las plantas con flor (foto 9), que constituyen la forma de vida vegetal dominante. Los miembros de esta división son la fuente de la mayor parte de los alimentos en que el ser humano y otros mamíferos basan su subsistencia, así como de muchas materias primas y productos naturales. Pertenecen a este grupo casi todas las plantas arbustivas y herbáceas, la mayor parte de los árboles, salvo pinos y otras coníferas, y plantas más especializadas, como suculentas, epifitas y acuáticas. Aunque se conocen cerca de 230.000 especies, hay muchas todavía ignoradas. Las plantas de flor han ocupado casi todos los nichos ecológicos y dominan la mayor parte de los paisajes naturales. Aproximadamente las dos terceras partes de todas las especies son propias de los trópicos, pero las actividades humanas las están exterminando a gran velocidad. Sólo un millar de especies tienen importancia económica digna de consideración, y el grueso de la alimentación mundial procede de sólo quince especies. Si se investigaran como es debido, podrían utilizarse varios cientos más de especies. Se presentan dos grandes grupos principales de plantas con flores: Monocotiledóneas y Dicotiledóneas.

Fig. 2 Flor

Descripción de las angiospermas: El elemento más característico de las angiospermas es la flor, cuya función es asegurar la reproducción de la planta mediante la formación de semillas. Las flores son hojas muy modificadas, formadas por cuatro partes fundamentales dispuestos en series independientes, o verticilos, que crecen en el ápice de tallos especializados. El verticilo externo es el cáliz, o conjunto de los sépalos, que son hojas modificadas, o brácteas, casi siempre de color verde. Viene a continuación la corola, formada por los pétalos; éstos también son hojas modificadas, pero normalmente de textura más fina y color más vivo. El tercer verticilo corresponde a los estambres, piezas formadoras de polen, que en conjunto constituyen el androceo o porción masculina de la flor. El verticilo más interno es el gineceo, formado por los carpelos, las estructuras femeninas encargadas de formar las semillas; los carpelos suelen fundirse en una estructura llamada estilo, terminando en un extremo libre llamado estigma.

Las semillas de las angiospermas se desarrollan dentro de un ovario, la parte del carpelo que rodea y protege los óvulos reproductores. La semilla se forma a partir del óvulo después de la polinización y la fecundación (fig. 3). Ni óvulos ni semillas son elementos exclusivos de las angiospermas; las plantas de semilla desnuda como mencionamos anteriormente (Gimnospermas), tienen óvulos que permanecen expuestos en la superficie de las hojas escamiformes especializadas de las piñas o conos. Lo exclusivo de las angiospermas es el desarrollo de la semilla a partir de un óvulo encerrado en un ovario que, según crece la semilla fecundada, se agranda hasta convertirse en fruto.

Evolución de las angiospermas: La exclusiva flor de las angiospermas probablemente evolucionó a partir de una gimnosperma ahora extinguida con piñas, polinizadas por insectos, que combinaban partes reproductivas masculinas y femeninas. Casi todas las gimnospermas vivientes tienen polinización anemófila (por el viento), pero

Fig. 3 Flor

algunos grupos fósiles y supervivientes aportan indicios de polinización por insectos (entomófila). Aunque los insectos favorecen la polinización, también devoran los óvulos, y se piensa que el desarrollo del carpelo que encierra el óvulo es una adaptación para proteger a éste y a la semilla en desarrollo de la predación de los insectos. El carpelo también protege de otras influencias nocivas del medio, como la desecación, y ha permitido reducir el tamaño del óvulo, perfeccionar el proceso de la polinización y desarrollar otras piezas de la flor, todo lo cual aumenta las probabilidades de reproducirse con buenos resultados.

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