32.3: Reproducción asexual

Habilidades para Desarrollar

• Comparar los mecanismos y métodos de reproducción asexual natural y artificial
• Describir las ventajas y desventajas de la reproducción asexual natural y artificial
• Discutir los períodos de vida de las plantas

Muchas plantas son capaces de propagarse usando reproducción asexual. Este método no requiere la inversión requerida para producir una flor, atraer polinizadores o encontrar un medio de dispersión de semillas. La reproducción asexual produce plantas que son genéticamente idénticas a la planta madre porque no se produce mezcla de gametos masculinos y femeninos. Tradicionalmente, estas plantas sobreviven bien en condiciones ambientales estables en comparación con las plantas producidas a partir de la reproducción sexual porque portan genes idénticos a los de sus padres.

Muchos tipos diferentes de raíces exhiben reproducción asexual Figura\(\PageIndex{1}\). El cormo es utilizado por gladiolos y ajo. Bulbos, como un bulbo escamoso en lirios y un bulbo tunicado en narcisos, son otros ejemplos comunes. Una papa es un tubérculo de tallo, mientras que la chirivía se propaga a partir de una raíz principal. El jengibre y el iris producen rizomas, mientras que la hiedra utiliza una raíz adventicia (una raíz que surge de una parte de la planta que no sea la raíz principal o primaria), y la planta de fresa tiene un estolón, que también se llama corredor.

Figura\(\PageIndex{1}\): Diferentes tipos de tallos permiten la reproducción asexual. (a) El cormo de una planta de ajo se parece a (b) un bulbo de tulipán, pero el cormo es tejido sólido, mientras que el bulbo consiste en capas de hojas modificadas que rodean un tallo subterráneo. Tanto los bulbos como los bulbos pueden autopropagarse, dando lugar a nuevas plantas. (c) El jengibre forma masas de tallos llamados rizomas que pueden dar lugar a múltiples plantas. d) Las plantas de papa forman tubérculos carnosos de tallo. Cada ojo en el tubérculo del tallo puede dar lugar a una nueva planta. e) Las plantas de fresa forman estolones: tallos que crecen en la superficie del suelo o justo debajo del suelo y pueden dar lugar a nuevas plantas. (crédito a: modificación de obra de Dwight Sipler; crédito c: modificación de obra de Albert Cahalan, USDA ARS; crédito d: modificación de obra de Richard North; crédito e: modificación de obra de Julie Magro)

Algunas plantas pueden producir semillas sin fertilización. Ya sea el óvulo o parte del ovario, que es de naturaleza diploide, da lugar a una nueva semilla. Este método de reproducción se conoce como apomixis.

Una ventaja de la reproducción asexual es que la planta resultante alcanzará la madurez más rápido. Dado que la nueva planta surge de una planta adulta o partes de planta, también será más resistente que una plántula. La reproducción asexual puede realizarse por medios naturales o artificiales (asistidos por humanos).

Métodos Naturales de Reproducción Asexual

Los métodos naturales de reproducción asexual incluyen estrategias que las plantas han desarrollado para autopropagarse. Muchas plantas, como el jengibre, la cebolla, los gladiolos y la dalia, continúan creciendo a partir de cogollos que están presentes en la superficie del tallo. En algunas plantas, como el camote, las raíces adventicias o los corredores pueden dar lugar a nuevas plantas Figura\(\PageIndex{2}\). En Bryophyllum y kalanchoe, las hojas tienen pequeños cogollos en sus márgenes. Cuando estas se desprenden de la planta, se convierten en plantas independientes; o, pueden comenzar a crecer en plantas independientes si la hoja toca el suelo. Algunas plantas se pueden propagar solo a través de esquejes.

Figura\(\PageIndex{2}\): Un estolón, o corredor, es un tallo que corre a lo largo del suelo. En los nudos, forma raíces adventicias y cogollos que se convierten en una nueva planta.

Métodos Artificiales de Reproducción Asexual

Estos métodos se emplean frecuentemente para dar lugar a plantas nuevas, y a veces novedosas. Incluyen injerto, corte, acodo y micropropagación.

Injerto

El injerto se ha utilizado durante mucho tiempo para producir nuevas variedades de rosas, especies de cítricos y otras plantas. En el injerto se utilizan dos especies de plantas; parte del tallo de la planta deseable se injerta sobre una planta enraizada llamada stock. La parte que está injertada o adherida se llama vástago. Ambos se cortan en un ángulo oblicuo (cualquier ángulo que no sea un ángulo recto), se colocan en estrecho contacto entre sí, y luego se mantienen unidos Figura\(\PageIndex{3}\). Hacer coincidir estas dos superficies lo más cerca posible es extremadamente importante porque éstas mantendrán unida a la planta. Los sistemas vasculares de las dos plantas crecen y se fusionan, formando un injerto. Después de un período de tiempo, el vástago comienza a producir brotes, y finalmente comienza a dar flores y frutos. El injerto es ampliamente utilizado en la viticultura (viticultura) y la industria de los cítricos. Los vástagos capaces de producir una variedad de frutos en particular se rallan sobre el caldo de raíz con resistencia específica a enfermedades.

Figura\(\PageIndex{3}\): El injerto es un método artificial de reproducción asexual utilizado para producir plantas que combinan características favorables del tallo con características favorables de raíz. El tallo de la planta a injertar se conoce como el vástago, y la raíz se llama el stock.

Corte

Las plantas como el coleo y la planta de dinero se propagan a través de esquejes del tallo, donde una porción del tallo que contiene nódulos e entrenudos se coloca en suelo húmedo y se deja enraizar. En algunas especies, los tallos pueden comenzar a producir una raíz incluso cuando se colocan solo en el agua. Por ejemplo, las hojas de la violeta africana enraizarán si se mantienen en agua inalteradas durante varias semanas.

Capas

La estratificación es un método en el que un tallo adherido a la planta se dobla y se cubre con tierra. Se prefieren tallos jóvenes que se puedan doblar fácilmente sin ninguna lesión. Jazmín y buganvillas (flor de papel) se pueden propagar de esta manera Figura\(\PageIndex{4}\). En algunas plantas, se emplea una forma modificada de estratificación conocida como capas de aire. Una porción de la corteza o cubierta más externa del tallo se retira y se cubre con musgo, que luego se pega con cinta. Algunos jardineros también aplican hormona de enraizamiento. Después de algún tiempo, aparecerán las raíces, y esta porción de la planta puede ser removida y trasplantada a una maceta separada.

Figura\(\PageIndex{4}\): En capas, una parte del tallo se entierra para que forme una nueva planta. (crédito: modificación de obra de Pearson Scott Foresman, donada a la Fundación Wikimedia)

Micropropagación

La micropropagación (también llamada cultivo de tejido vegetal) es un método de propagación de un gran número de plantas a partir de una sola planta en poco tiempo bajo condiciones de laboratorio Figura\(\PageIndex{5}\). Este método permite la propagación de especies raras en peligro de extinción que pueden ser difíciles de cultivar en condiciones naturales, son económicamente importantes o están en demanda como plantas libres de enfermedades.

Figura\(\PageIndex{5}\): La micropropagación se utiliza para propagar plantas en condiciones estériles. (crédito: Nikhilesh Sanyal)

Para iniciar el cultivo de tejido vegetal, se puede usar una parte de la planta como tallo, hoja, embrión, antera o semilla. El material vegetal se esteriliza a fondo usando una combinación de tratamientos químicos estandarizados para esa especie. En condiciones estériles, el material vegetal se coloca en un medio de cultivo de tejido vegetal que contiene todos los minerales, vitaminas y hormonas requeridas por la planta. La parte de la planta a menudo da lugar a una masa indiferenciada conocida como callo, a partir de la cual las plántulas individuales comienzan a crecer después de un período de tiempo. Estos se pueden separar y se cultivan primero en condiciones de invernadero antes de trasladarse a condiciones de campo.

Plazos de vida vegetal

El período de tiempo desde el inicio del desarrollo hasta la muerte de una planta se llama su vida útil. El ciclo de vida, por otro lado, es la secuencia de etapas por las que pasa una planta desde la germinación de la semilla hasta la producción de semillas de la planta madura. Algunas plantas, como las anuales, solo necesitan unas semanas para crecer, producir semillas y morir. Otras plantas, como el pino eristlecone, viven miles de años. Algunos pinos eristlecone tienen una edad documentada de 4,500 años Figura\(\PageIndex{6}\). Aun cuando algunas partes de una planta, como las regiones que contienen tejido meristemático, el área de crecimiento activo de la planta que consiste en células indiferenciadas capaces de división celular, continúan creciendo, algunas partes sufren muerte celular programada (apoptosis). El corcho que se encuentra en los tallos, y el tejido conductor de agua del xilema, por ejemplo, están compuestos por células muertas.

Figura\(\PageIndex{6}\): El pino eristlecone, que se muestra aquí en el antiguo bosque de pinos de Bristlecone en las Montañas Blancas del este de California, se sabe que vive desde hace 4,500 años. (crédito: Rick Goldwaser)

Las especies de plantas que completan su ciclo de vida en una temporada se conocen como anuales, un ejemplo de las cuales es Arabidopsis, o berro de oreja de ratón. Bienales como las zanahorias completan su ciclo de vida en dos temporadas. En la primera temporada de una bienal, la planta tiene una fase vegetativa, mientras que en la siguiente temporada, completa su fase reproductiva. Los cultivadores comerciales cosechan las raíces de zanahoria después del primer año de crecimiento, y no permiten que las plantas florezcan. Las plantas perennes, como la magnolia, completan su ciclo de vida en dos años o más.

En otra clasificación basada en la frecuencia de floración, las plantas monocárpicas florecen solo una vez en su vida; ejemplos incluyen bambú y yuca. Durante el período vegetativo de su ciclo de vida (que puede llegar a ser de 120 años en algunas especies de bambú), estas plantas pueden reproducirse asexualmente y acumular una gran cantidad de material alimenticio que se requerirá durante su floración única en la vida y el establecimiento de la semilla después de la fertilización. Poco después de la floración, estas plantas mueren. Las plantas policárpicas forman flores muchas veces durante su vida. Los árboles frutales, como los manzanos y los naranjos, son policárpicos; florecen cada año. Otras especies policárpicas, como las perennes, florecen varias veces durante su vida útil, pero no cada año. Por este medio, la planta no requiere que todos sus nutrientes sean canalizados hacia la floración cada año.

Como es el caso de todos los organismos vivos, la genética y las condiciones ambientales tienen un papel que desempeñar en la determinación de cuánto tiempo vivirá una planta. La susceptibilidad a enfermedades, las condiciones ambientales cambiantes, la sequía, el frío y la competencia por los nutrientes son algunos de los factores que determinan la supervivencia de una planta. Las plantas continúan creciendo, a pesar de la presencia de tejido muerto como el corcho. Las partes individuales de las plantas, como las flores y las hojas, tienen diferentes tasas de supervivencia. En muchos árboles, las hojas más viejas se vuelven amarillas y eventualmente caen del árbol. La caída de las hojas se desencadena por factores como la disminución de la eficiencia fotosintética, debido al sombreado de las hojas superiores, o el daño oxidativo incurrido como resultado de reacciones fotosintéticas. Los componentes de la pieza a arrojar son reciclados por la planta para su uso en otros procesos, como desarrollo de semillas y almacenamiento. Este proceso se conoce como reciclaje de nutrientes.

El envejecimiento de una planta y todos los procesos asociados se conoce como senescencia, la cual está marcada por varios cambios bioquímicos complejos. Una de las características de la senescencia es la descomposición de los cloroplastos, que se caracteriza por el amarilleo de las hojas. Los cloroplastos contienen componentes de maquinaria fotosintética como membranas y proteínas. Los cloroplastos también contienen ADN. Las proteínas, lípidos y ácidos nucleicos son descompuestas por enzimas específicas en moléculas más pequeñas y rescatadas por la planta para apoyar el crecimiento de otros tejidos vegetales.

Las complejas vías de reciclaje de nutrientes dentro de una planta no se comprenden bien. Se sabe que las hormonas juegan un papel en la senescencia. Las aplicaciones de citoquininas y etileno retrasan o previenen la senescencia; en contraste, el ácido abscísico provoca el inicio prematuro de la senescencia.

Resumen

Muchas plantas se reproducen tanto asexualmente como sexualmente. En la reproducción asexual, parte de la planta madre se utiliza para generar una nueva planta. El injerto, la estratificación y la micropropagación son algunos métodos utilizados para la reproducción asexual artificial. La nueva planta es genéticamente idéntica a la planta madre de la que se ha tomado el stock. Las plantas que se reproducen asexualmente prosperan bien en ambientes estables.

Las plantas tienen diferentes períodos de vida, dependiendo de las especies, el genotipo y las condiciones ambientales. Partes de la planta, como regiones que contienen tejido meristemático, continúan creciendo, mientras que otras partes experimentan muerte celular programada. Las hojas que ya no son fotosintéticamente activas se desprenden de la planta como parte de la senescencia, y los nutrientes de estas hojas son reciclados por la planta. Se sabe que otros factores, incluida la presencia de hormonas, juegan un papel en el retraso de la senescencia.

Glosario

apomixis

proceso por el cual se producen semillas sin fertilización de espermatozoides y óvulos

corte

método de reproducción asexual donde una porción del tallo contiene notas y entrenudos se coloca en suelo húmedo y se deja enraizar

injerto

método de reproducción asexual donde el tallo de una especie de planta se empalma a una planta diferente

acodar

método de propagación de plantas doblando un tallo debajo del suelo

micropropagación

propagación de plantas deseables a partir de una parte de planta; realizada en un laboratorio

monocárpico

plantas que florecen una vez en su vida

policárpico

plantas que florecen varias veces en su vida

vástago

la parte de una planta que se injerta en el stock de raíces de otra planta

senescencia

proceso que describe el envejecimiento en tejidos vegetales