18.1: Embriogénesis

Objetivos de aprendizaje

• Explicar los pasos de la embriogensis en eudicotecos.
• Compara la embriogénesis en eudicoteñas versus monocotiledóneas.

El capítulo Plantas Semilla discutió la fertilización del óvulo dentro del óvulo. El cigoto finalmente se divide para producir el embrión maduro, el óvulo se desarrolla en una semilla y el ovario que contenía uno o más óvulos se convierte en un fruto. Una semilla típica contiene una cubierta de semilla, cotiledones, endospermo y un solo embrión. El desarrollo del embrión se produce a través de un proceso llamado embriogénesis.

Embriogénesis en Eudicotes

Después de la fertilización en eudicotes, el cigoto (Figura\(\PageIndex{1-I}\)) se divide para formar dos células: la célula apical superior y la célula basal inferior. La división de la célula basal da lugar al suspensor, que une el embrión al micropilo (el poro a través del cual entró el tubo de polen original). El suspensor proporciona una ruta para que la nutrición sea transportada desde la planta madre hasta el embrión en crecimiento. La célula apical también se divide, produciendo inicialmente un proembrión (figura\(\PageIndex{1-II}\)).

A medida que el proembrión continúa dividiéndose, toma una forma esférica, llamada etapa globular (Figuras\(\PageIndex{1-III}\) y\(\PageIndex{2a}\)). El globular es la primera etapa que se considera el embrión propiamente dicho. A continuación, los cotiledones surgen del embrión propiamente dicho, formando la etapa cardíaca (Figuras\(\PageIndex{1-IV}\) y\(\PageIndex{2-4}\)). Los cotiledones son estructuras embrionarias de vida foliar que funcionan en el almacenamiento de alimentos, absorción de alimentos y/o fotosíntesis. A medida que los cotiledones se alargan y la base del embrión se espesa, resulta un torpedo. (Esta etapa se llama la etapa de torpedo; Figuras\(\PageIndex{1-V}\) y\(\PageIndex{2c}\)). La división celular se concentra en el meristema apical del brote, ubicado en la punta del brote entre los cotiledones, y el meristemo apical radicular en la parte más basal (inferior) del embrión. La mayor parte del suspensor se deteriora durante la etapa de torpedo.

La etapa final de la embriogénesis da como resultado el embrión maduro (Figuras\(\PageIndex{1-VI}\) y\(\PageIndex{2d}\)). El embrión maduro incluye una raíz embrionaria llamada radícula. El embrión se vuelve latente en este punto, deteniendo la actividad metabólica y la división celular. En este punto, la semilla está lista para su dispersión. El crecimiento se reanuda cuando la semilla germina y el embrión se convierte en una plántula.

En algunas eudicotiledóneas, las células del endospermo (tejido triploide que se formó cuando un espermatozoide fertilizó los dos núcleos polares) se dividen y el endospermo llena una porción sustancial de la semilla madura. El endospermo almacena nutrientes. En otras eudicotes (no endospermicas), como Capsella bursa-pastoris, el endospermo se desarrolla inicialmente, pero luego se digiere, y los nutrientes se trasladan a los dos cotiledones (Figura\(\PageIndex{2}\)). Después de la germinación, la plántula en desarrollo se basa en estas reservas de alimentos almacenadas en el endospermo o cotiledones hasta que el primer conjunto de hojas comienza la fotosíntesis.

Figura\(\PageIndex{1}\): Los estadios de la embriogénesis en eudicotecos. I. La semilla en desarrollo contiene el endospermo triploide (1) y el cigoto diploide (2). II. El cigoto se divide, formando el proembrión (3), el cual es anclado al micropilo por el suspensor (4), el cual tiene una célula basal grande. El endospermo también se ha dividido. III. El embrión propiamente dicho se encuentra en la etapa globular, ahora una masa esférica de células. IV. El embrión propiamente dicho es la etapa cardíaca. La forma del corazón resulta de los dos cotiledones (5). V. El embrión propiamente dicho se encuentra en la etapa de torpedo, que es cilíndrico con una base redondeada. El meristemo apical del brote (6) se encuentra entre los cotiledones, y el meristemo apical radicular (7) está en el extremo opuesto, anclado al suspensor. VI. El embrión maduro incluye la radícula (8), el hipocótilo (9) es el eje similar al tallo por debajo de los cotiledones. El epicótilo (10) es el eje similar a un tallo por encima de los cotiledones. El tegumento del óvulo se ha desarrollado en la capa de la semilla (11), que rodea a la semilla. Imagen de TheLaw14 (CC-BY-SA).

Figura\(\PageIndex{2}\): Etapas seleccionadas de embriogénesis en el óvulo de la bolsa de pastor (Capsella bursa-pastoris). Después de la fertilización, el cigoto se divide para formar una célula apical y una célula basal. La célula apical se divide para producir primero un proembrión, y luego formar el embrión propiamente dicho. La célula basal también se divide, dando lugar al suspensor. El embrión propiamente dicho se encuentra inicialmente en la etapa globular (a), que es una masa esférica de células que se ve creciendo dentro del óvulo ovalado. A medida que emergen los cotiledones, el embrión propiamente dicho entra en la etapa cardíaca (b), que se asemeja a un corazón debido a los dos cotiledones. La base del embrión se ensancha para formar un hipocótilo cilíndrico, y los cotiledones comienzan a doblarse en la etapa de torpedo (c). Las células dentro del embrión crecen en columnas verticales. Finalmente, el embrión maduro llena la semilla y se vuelve latente (d). La capa semillera ahora rodea el óvulo. (crédito: modificación de obra de Robert R. Wise; datos de barra de escala de Matt Russell; etiquetas modificadas por Melissa Ha)

Embriogénesis en Monocotiledóneas

El proceso de embriogénesis en las monocotiledóneas es similar al de las eudicotiledóneas, pero como solo hay un cotiledón, no se presenta ninguna etapa cardíaca. En cambio, el embrión propio de la monocotiledónea se vuelve cilíndrico en este punto de desarrollo. El meristemo apical del brote, aunque todavía está presente en la punta del brote, no se encuentra entre cotiledones en la monocotiledónea (porque solo hay un cotiledón único).

Atribución

Curada y autoría de Melissa Ha usando 32.2 Polinización y Fertilización de Biología 2e por OpenStax (licenciado CC-BY). Accede gratis en openstax.org.