7.2: Morfología de flores
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- Identificar las partes de una flor.
- Describir cómo los verticilos de las partes florales se relacionan con las hojas que emergen de nudos en un tallo.
- Describir las formas en que la estructura floral afecta la polinización.
Introducción general a las partes de flores
La flor de angiosperma se construye sobre una base estructural que consiste en un tallo comprimido con cuatro nodos y tres entrenudos. Para obtener una imagen visual de estos nodos comprimidos, imagínese empujar hacia abajo una antena de radio telescópica para que las secciones de la antena se deslicen una dentro de la otra. En la parte superior de la antena completamente comprimida aún verás las puntas de cada una de las secciones de la antena, y esto se asemeja a los nodos e entrenudos altamente comprimidos de un tallo. La región del tallo que contiene estos cuatro nodos comprimidos se denomina receptáculo.
Hemos visto otros ejemplos de tallos comprimidos con entrenudos muy cortos, incluyendo la placa basal de la cebolla. En cada uno de estos casos encontramos hojas adheridas a estos nodos fuertemente comprimidos. En la cebolla, las hojas se modifican para el almacenamiento de agua y nutrientes como escamas de bulbo. En el diente de león, las hojas están sin modificar, pero están dispuestas en una roseta de bajo crecimiento. La flor es otro ejemplo de tallo muy compacto con cuatro nudos y tres entrenudos. Las hojas de este tallo están altamente modificadas para cumplir una función reproductiva. Están tan altamente modificados que, a excepción de las estructuras en el cuarto nodo, las partes no se parecen en absoluto a las hojas.
Completa el tutorial de partes de flores (muy recomendable) del departamento de ciencias de John Burroughs School en St. Louis; te presentará, o te ayudará a revisar, las partes de una flor usando un gráfico como el que se muestra aquí.
En #8 en el tutorial el autor llama a la estructura el carpiano y señala que el pistilo es un término arcaico. Puedes usar ya sea carpiano o pistilo en este curso, pero solemos decir carpiano. El pistilo a veces es todavía para la estructura si está compuesto por dos o más carpelos fusionados.
Después de completar el tutorial sabes que la flor es en realidad una rama acortada que contiene un tallo con cuatro nodos muy compactos. A este tallo corto se le llama receptáculo. De los nodos en el receptáculo emergen cuatro tipos diferentes de hojas modificadas que colectivamente tienen estos nombres:
- Cáliz: el cuarto nodo, en la base del receptáculo, llamado individualmente sépalos; estas son las partes que aún tienen cierta semejanza con las hojas
- Corolla: el tercer nodo, llamado individualmente pétalos
- Androecio (derivación griega que significa “casa de los hombres”): el segundo nodo
- Gynoecium (derivación griega que significa “casa de mujeres”): el primer nodo en la punta del receptáculo
Para mayor claridad, en lugar de usar un número para referirnos a un nodo receptáculo en particular, usaremos el nombre de las hojas modificadas asociadas a ese nodo. Por ejemplo, llamaremos al cuarto nodo donde el cáliz está unido el “nodo cáliz”, el tercer nodo donde se une la corola el “nodo de corola”, y así sucesivamente.
Hemos observado que el cáliz, la corola, el androecio y el ginecio son hojas modificadas. Esto puede resultar sorprendente porque, en particular, el androecio y el ginecio están altamente especializados para la reproducción sexual.
Los nodos donde se unen estas hojas modificadas a menudo se denominan verticilos ya que generalmente dos o más de estas hojas modificadas se unen radialmente alrededor del nodo. Las monocotiledóneas generalmente tienen tres hojas modificadas unidas en cada nodo, mientras que las dicotiledóneas suelen tener cuatro o cinco unidas en cada nodo. Una característica interesante de la flor de fresa que se muestra arriba es el ganglio ginecio agrandado del receptáculo que está cubierto por carpelos. El receptáculo se convertirá en la “fruta” culinaria roja, mientras que los frutos botánicos reales serán los aquenios (los has considerado semillas, pero son un tipo de fruta) incrustados en la superficie exterior del receptáculo.
Mira los dos siguientes videos para conocer más sobre las partes de las flores y sobre los floretes especializados de una flor de Asteraceae.
Mira este video sobre la estructura floral.
Mira este video para explorar las estructuras de una flor de Asteraceae.
- ¿Qué es el receptáculo?
- Dibuja una flor y etiqueta las partes, incluyendo los nodos.
- ¿Cuál es la relación entre un verticilo y un nodo? ¿De qué manera está conectada esta relación con el concepto de que la corola de una flor está conformada por hojas modificadas?
Calyx
El cuarto verticilo en la base del receptáculo es el verticilo cáliz. El cáliz está formado por hojas modificadas llamadas sépalos. En algunas especies los sépalos parecen hojas en miniatura; son verdes y fotosintéticos. En otras especies, como el lirio, son vistosas y casi indistinguibles de los pétalos. Cuando los sépalos y pétalos son vistosos e indistinguibles, se les llama tépalos.
La flor de azafrán, abajo, es la fuente de la rara especia reunida de los largos estambres de color rojo-naranja que apenas se puede ver dentro de la flor de apertura. Observe que al parecer no hay sépalos. Eso se debe a que los tres sépalos y tres pétalos de esta planta monocotiledónea tienen el mismo aspecto; por lo tanto, son tépalos.
Te puede interesar saber que el azafrán es un geófito que crece a partir de un cormo. Presentamos geofitos en una conferencia previa como plantas que desarrollan órganos subterráneos que permiten que la planta sobreviva durante períodos de condiciones ambientales hostiles.
Mira este video en tepals.
Corolla
Al siguiente verticilo hacia la punta el receptáculo lleva la corola. La corola está compuesta por hojas altamente modificadas llamadas pétalos. Los pétalos atraen a los polinizadores a través de sus colores brillantes y patrones vistosos. Los pétalos también pueden exudar néctar cerca de su sitio de fijación al receptáculo para recompensar a los insectos que visitan las flores y, al hacerlo, esparcen polen de flor en flor. Los patrones de color en los pétalos pueden simular un “ojo de toro” o pista de aterrizaje que proporciona al insecto una guía visual apuntando a la ubicación del néctar, como en el violeta, abajo.
El cáliz y la corola se denominan colectivamente perianto. Algunas flores carecen de perianto. El maíz es un ejemplo; es polinizado por el viento y no necesita un perianto llamativo para atraer insectos polinizadores.
- Los sépalos y pétalos son modificaciones de qué otra estructura vegetal?
Androecio
El tercer verticilo a medida que avanzamos hacia la punta del receptáculo es el verticilo de androecio. El androecio está compuesto por hojas modificadas llamadas estambres. Los estambres se encuentran en muchos arreglos diferentes. El cuadro de la flor de Rosa de Sharon, en la foto superior de arriba, muestra un androecio compuesto por una abundancia de estambres en un arreglo abierto. En contraste, los 10 estambres en el tomate androecium (foto inferior arriba) se fusionan en un cono que rodea al ginecium. El cono de estambres del tomate es una estructura a través de la cual el tomate fomenta la autopolinización. Es difícil que el polen de otra planta llegue al estigma del carpiano antes que el polen del estambre propio de la flor.
Los estambres tienen dos componentes distintos:
Filamento (un tallo largo)
- El filamento tiene una función arquitectónica, ya que eleva la antera a una posición en la que puede liberar eficazmente granos de polen dent/sobre el polinizador.
- También tiene una función fisiológica (o algunos podrían decir plomería), en el sentido de que conecta la antera con el sistema vascular de la planta para que pueda recibir agua y nutrientes.
Antera (generalmente cuatro sacos que contienen granos de polen).
- Dentro de los sacos de polen se encuentran microsporangios y células madre de microsporas donde tiene lugar un tipo especial de división celular llamada meiosis (que se cubrirá posteriormente). La meiosis en las microsporangias conduce a la formación de los gametos masculinos (espermatozoides) que serán empaquetados en un grano de polen.
La imagen de arriba muestra una sección transversal a través de una flor en desarrollo, mostrando componentes del androecio y ginecio.
Gynoecium
El verticilo en la punta del receptáculo soporta el ginecio. El ginecio está compuesto por carpelos. Varios carpelos pueden fusionarse en un carpelo compuesto (que también puede llamarse pistilo). La flor de Berberis (Uva de Oregón) a la derecha tiene un carpiano fusionado; la foto muestra claramente la langosta (cámara interna) con los óvulos.
Como viste en el tutorial, el carpiano consta de tres partes:
Estigma
Un consejo en el extremo de la estructura llamado estigma.
Estilo
El tallo que eleva el estigma.
Ovario
La base hinchada, que incluye:
- Una cámara llamada locule
- Dentro de la langosta, uno o más óvulos
- Dentro de los óvulos, un saco embrionario: las megasporangias y las células madre de megasporas, que al ser fertilizadas por el polen el óvulo se convierte en semilla
- La meiosis de células madre megasporas en el saco embrionario conduce a la formación de los gametos femeninos (óvulos)
Cuando comiences a comparar las diferencias estructurales entre las flores, encontrarás que la posición del cáliz y la corola en relación con el ovario difiere entre algunas especies. Una descripción más completa de esa alineación relativa se puede ver en la imagen de arriba, y se describe aquí:
Flores Epíginas
Otras partes de flores están adheridas ENCIMA del ovario.
Esto se llama ovario inferior porque el nódulo ginecio no se coloca justo en la punta del receptáculo, sino que se hunde en el receptáculo debajo donde se unen el androecio, el cáliz y la corola. Esto significa que el ovario está rodeado por otros tejidos, principalmente tejido receptáculo. Esto tendrá un impacto en si algún tejido vegetal accesorio compone el fruto. Más sobre eso más adelante.
Flores periginosas
El ovario está rodeado por las bases fusionadas de partes florales (cáliz, corola, androecium) que rodean al ovario.
Flores hipogíneas
Otras partes de flores están unidas DEBAJO del ovario. A esto se le llama ovario superior porque el ovario se asienta por encima del punto de unión del verticilo superior.
Una flor que tiene las cuatro partes descritas anteriormente —Cáliz, Corolla, Androecium y Gynoecium— se llama flor “completa”. Las flores que faltan una o más partes se describen como “incompletas”. Señalamos anteriormente que el maíz produce una flor sin perianto. Tal flor podría describirse como “incompleta”.
- Los espermatozoides se producen a partir de microsporas contenidas en qué parte de planta? ¿A qué verticilo se adjunta esta parte?
- Los huevos se producen a partir de megasporas contenidas en qué parte de la planta? ¿A qué verticilo se adjunta esta parte?
- ¿Qué tipo de ovario se muestra en el gráfico tutorial al inicio de esta conferencia de la que aprendiste las partes de la flor?
- ¿De qué manera el filamento del estambre tiene una función arquitectónica? ¿Cómo podría esto marcar la diferencia en la reproducción de la planta?
Patrones de polinización
Una flor con androecio y ginecium —es decir, partes tanto masculinas como femeninas— se llama perfecta o bisexual o hermafrodita. Las flores perfectas pueden ser capaces de autopolinizarse. El polen producido dentro de la flor puede caer sobre un estigma en la misma flor, y el esperma que lleva puede fertilizar el óvulo en el óvulo. En ocasiones, el momento de los eventos durante las etapas de maduración de las flores fomenta la autopolinización. Por ejemplo, en algunas especies la antera madura y se desprende polen, y el estigma es receptivo, incluso antes de que la flor se abra. Esto se llama cleistogamia, y es común en cultivos agrícolas autopolinizadores. Se fomenta la autopolinización porque es difícil que el polen de otra flor llegue al estigma dentro de una flor cerrada antes de que el polen de la propia antera de la flor llegue primero. Las flores que están completamente abiertas cuando maduran son chasmogamas y facilitan la polinización de otras flores.
Por otro lado, el tiempo de desarrollo de órganos masculinos y femeninos en una especie diferente podría fomentar el cruce al liberar polen cuando el estigma en la misma flor no es receptivo, o viceversa. Este momento relativo se llama Protandry cuando el polen se desprende antes de que el estigma sea receptivo, y Protoginia cuando el estigma es receptivo antes de la muda de polen.
También existen mecanismos genéticos llamados autoincompatibilidad, a través de los cuales el estigma y el estilo reconocen el polen producido por la misma planta y detienen la fertilización, evitando así la autopolinización y promoviendo la mezcla de material genético (ADN) de diversos individuos.
Algunas plantas producen flores imperfectas masculinas y femeninas imperfectas en la misma planta. Las flores que contienen solo androecium se llaman flores estaminadas (masculinas) mientras que las flores con solo ginecium se llaman flores pistiladas (femeninas). Calabaza y melones, como la sandía que se muestra arriba, son ejemplos de plantas con flores imperfectas. El maíz y el pepino son otros. Observe el receptáculo agrandado y el ovario inferior en la base de la flor pistilada de la sandía. Estas flores, debido a que les falta una de las cuatro partes, también podrían describirse como incompletas.
Para evitar finalmente la autopolinización, algunas plantas solo tienen flores estaminadas o pistiladas. Una planta de un solo sexo como esta se llama dioica (las plantas con ambos sexos, ya sean flores perfectas o imperfectas, se llaman monoicas). El lúpulo, los espárragos y el cáñamo son ejemplos de plantas de cultivo dioicas.
- ¿Qué características florales o patrones de sincronización favorecen la autopolinización?
- ¿Qué características florales favorecen la polinización cruzada?
- Cuando comes espárragos, ¿es más probable que la parte de la planta que estás comiendo sea masculina o femenina? ¿Por qué?