25.1D: Esporofitos y Gametofitos en Plantas Sin Semillas

Los esporófitos (2n) se someten a meiosis para producir esporas que se convierten en gametofitos (1n) que sufren mitosis.

Objetivos de aprendizaje

• Describir el papel del esporófito y del gametofito en la reproducción vegetal

Puntos Clave

• La etapa diploide de una planta (2n), el esporofito, porta un esporangio, órgano que produce esporas durante la meiosis.
• Las plantas homosporosas producen un tipo de espora que se desarrolla en gametofitos (1n) con órganos masculinos y femeninos.
• Las plantas heterosporosas producen gametofitos masculinos y femeninos separados, los cuales producen esperma y óvulos, respectivamente.
• En las plantas sin semillas, las gametangias masculinas (antheridium) liberan espermatozoides, que luego pueden nadar y fertilizar un óvulo en la gametangios femeninos (archegonia); este modo de reproducción es reemplazado por la producción de polen en plantas semilleras.

Términos Clave

• gametofito: una planta (o la fase haploide en su ciclo de vida) que produce gametos por mitosis para producir un cigoto
• gametangio: un órgano o célula en el que se producen gametos que se encuentra en muchos protistas multicelulares, algas, hongos y los gametofitos de las plantas
• esporopollenina: una combinación de biopolímeros observada en la capa externa dura de la pared de esporas y polen
• singamia: la fusión de dos gametos para formar un cigoto
• esporófito: una planta (o la fase diploide en su ciclo de vida) que produce esporas por meiosis para producir gametofitos

Esporangios en Plantas Sin Semillas

El esporófito de plantas sin semilla es diploide y resulta de la singamia (fusión) de dos gametos. El esporofito lleva los esporangios (singular, esporangio): órganos que aparecieron por primera vez en las plantas terrestres. El término “esporangios” significa literalmente “esporas en un vaso”: es un saco reproductivo que contiene esporas. Dentro de los esporangios multicelulares, los esporocitos diploides, o células madre, producen esporas haploides por meiosis, donde el número de cromosomas 2n se reduce a 1n (tenga en cuenta que muchos esporofitos de plantas son poliploides: por ejemplo, el trigo duro es tetraploide, el trigo pan es hexaploide y algunos helechos son 1000 ploides). Las esporas son posteriormente liberadas por los esporangios y se dispersan en el ambiente.

Figura\(\PageIndex{1}\): Esporangios: Los sacos productores de esporas llamados esporangios crecen en los extremos de tallos largos y delgados en esta foto del musgo Esporangios bryum.

Se utilizan dos métodos diferentes de formación de esporas en las plantas terrestres, lo que resulta en la separación de sexos en diferentes puntos del ciclo de vida. Las plantas sin semillas, no vasculares producen solo un tipo de esporas y se llaman homosporosas. La fase gametofita (1n) es dominante en estas plantas. Después de germinar a partir de una espora, el gametofito resultante produce gametangios tanto masculinos como femeninos, generalmente en el mismo individuo. En contraste, las plantas heterosporosas producen dos tipos morfológicamente diferentes de esporas. Las esporas masculinas se llaman microsporas, debido a su menor tamaño, y se convierten en gametofitos masculinos; las megasporas comparativamente más grandes se convierten en gametofitos femeninos. La heterosporía se observa en algunas plantas vasculares sin semillas y en todas las plantas semilleras.

Figura\(\PageIndex{1}\): Ciclo de vida de las plantas heterosporosas: Las plantas heterosporosas producen dos tipos morfológicamente diferentes de esporas: las microsporas, que se desarrollan en el gametofito masculino, y las megasporas, que se convierten en el gametofito femenino.

Cuando la espora haploide germina en un ambiente hospitalario, genera un gametofito multicelular por mitosis. El gametofito soporta el cigoto formado a partir de la fusión de gametos y el esporófito joven resultante (forma vegetativa). El ciclo comienza entonces de nuevo.

Las esporas de las plantas sin semillas están rodeadas por gruesas paredes celulares que contienen un polímero resistente conocido como esporopollenina. Esta sustancia compleja se caracteriza por largas cadenas de moléculas orgánicas relacionadas con ácidos grasos y carotenoides: de ahí el color amarillo de la mayoría del polen. El esporopollenino es inusualmente resistente a la degradación química y biológica. En las plantas semilleras, que utilizan polen para transferir el esperma masculino al óvulo femenino, la dureza del esporopollenino explica la existencia de fósiles de polen bien conservados. Alguna vez se pensó que el esporopollenino era una innovación de las plantas terrestres; sin embargo, las algas verdes, Coleochaetes, también forman esporas que contienen esporopollenina.

Gametangia en Plantas Sin Semillas

La gametangia (singular, gametangio) son órganos observados en gametofitos haploides multicelulares. En la gametangios, las células precursoras dan lugar a gametos por mitosis. El gametangio masculino (antheridium) libera esperma. Muchas plantas sin semillas producen espermatozoides equipados con flagelos que les permiten nadar en un ambiente húmedo a la archegonia: el gametangio femenino. El embrión se desarrolla dentro del archegonio como el esporofito. La gametangia es prominente en las plantas sin semillas, pero son reemplazadas por granos de polen en plantas productoras de semillas.