¿Qué son exactamente las patatas, las cebollas, el ajo o el jengibre? Estos y otros muchos vegetales importantes no son frutas, pues no tienen semillas; tampoco son raíces, como sí lo es la zanahoria. Las plantas pueden reproducirse por otros medios, además de producir frutos con semillas.
En este artículo, describimos los tipos de reproducción asexual en las plantas, incluyendo la reproducción por fragmentación (a partir de un órgano no sexual de la planta) y por apomixis. También, exploraremos las características ventajosas y desventajosas de esta forma de reproducción.
¿Qué es la reproducción sexual y asexual de las plantas?
Las plantas pueden reproducirse sexualmente, mediante la fusión de dos gametos sexuales haploides procedentes de dos progenitores; o asexualmente (lo que significa de forma no sexual), a partir de un solo progenitor y sin la fusión de gametos haploides.
El resultado de la reproducción asexual es, técnicamente, un clon del progenitor, ya que no se produce ninguna mezcla o recombinación de material genético con otro individuo.
Compara las diferencias con la reproducción sexual en nuestro artículo Reproducción sexual de las plantas.
Muchas plantas pueden reproducirse tanto sexual como asexualmente, y pueden pasar de un método a otro según las circunstancias. La reproducción asexual es más común en las plantas que en los animales, pero algunos animales también pueden reproducirse asexualmente, si las condiciones externas no son ideales para la reproducción sexual.
Revisa nuestra sección de Reproducción de los animales.
La reproducción sexual es común en los eucariotas (plantas, hongos, animales y protistas) y muchos pueden reproducirse tanto sexual como asexualmente. Sin embargo, la asexualidad exclusiva en estos organismos es rara, aunque los ciclos vitales de la mayoría de los eucariotas unicelulares, o protistas, aún no están bien estudiados. Por otro lado, los procariotas (bacterias y arqueas) se reproducen asexualmente.
Tipos de reproducción asexual en plantas
Las plantas presentan, de forma natural, dos tipos principales de reproducción asexual:
Fragmentación: en este tipo de reproducción asexual, se forma una nueva planta a partir de una parte o fragmento de la planta original. Este proceso se denomina, comúnmente, reproducción o propagación vegetativa, porque el fragmento se origina a partir de un órgano vegetativo de la planta (tallos, raíces u hojas) y no de un órgano reproductor (por ejemplo, flores en las angiospermas o conos en las gimnospermas).
Apomixis: algunas plantas han desarrollado un tipo diferente de reproducción asexual, utilizando las estructuras sexuales, pero sin que ocurra la fecundación.
Apomixis viene del griego apo- (falta o ausencia) y -mixis (mezcla o unión), lo que significa “falta de la mezcla”. Como no hay fecundación de un gameto femenino por un gameto masculino, no se produce mezcla de material genético proveniente de dos progenitores.
Algunos libros de texto incluyen la esporulación, o formación de esporas, como un tipo de reproducción asexual en plantas no vasculares (musgos, hepáticas) y vasculares sin semilla (como los helechos). Sin embargo, todas las plantas realizan esporulación ya que es parte de su ciclo de vida.
El ciclo de vida de las plantas consiste en una alternancia de generaciones, en la que una fase o generación llamada esporofito da lugar a una generación llamada gametofito, que vuelve a dar lugar a un esporofito. El esporofito es diploide y produce esporas por meiosis; cada espora forma un gametofito haploide, que produce gametos por mitosis, y dos gametos se fusionan constituyendo la reproducción sexual en las plantas.
Descubre más sobre este proceso en el artículo Ciclo biológico de las plantas.
La esporulación puede considerarse, en principio, una forma de reproducción asexual, en el sentido de que forma una fase independiente de la planta (en la forma de muchos individuos gametofíticos) y sin fertilización de gametos. Pero, por otro lado, las esporas se forman por meiosis (que en animales es la forma de producir gametos) y resultan en células con la mitad del material genético de la planta parental y con nuevas combinaciones genéticas; por esta razón, no son clones verdaderos.
La confusión puede venir de una diferencia entre los grupos de plantas, ya que las esporas salen al exterior solo en plantas no vasculares y vasculares sin semilla. Esto resulta en gametofitos independientes de la planta original. En plantas con semilla, las esporas no salen de la planta original, si no que forman el gametofito y los gametos dentro de la misma planta (aunque los gametofitos masculinos sí salen como polen para fertilizar gametos femeninos, pero no forman una fase gametofítica independiente).
¿Cómo se realiza la reproducción asexual en las plantas?
La fragmentación es el tipo de reproducción asexual más común en las plantas, y los fragmentos suelen ser tallos, raíces u hojas modificados. Este tipo de reproducción asexual se basa en la presencia de meristemos en estas partes de la planta y en la capacidad del tejido parenquimático de diferenciarse en otros tipos de tejido, cuando es necesario. Adicionalmente, las plantas son capaces de desarrollar, además de la raíz principal, raíces en otras partes —conocidas como raíces adventicias-— De esta forma, varias partes u órganos vegetativos pueden desarrollar brotes y raíces adventicias: forman un nuevo individuo.
Algunas de las partes vegetativas más comunes que las plantas utilizan para la reproducción asexual son:
Rizomas
Estolones
Bulbos
Tubérculos
Cormos
Plántulas
En la apomixis, una célula diploide del óvulo origina un embrión —es decir, no se producen gametos haploides— y el embrión es un clon de la planta madre. Al igual que con la reproducción sexual, el óvulo se convierte en una semilla y el ovario en un fruto.
Revisa cómo se forman los gametos, semillas y frutos en Reproducción de las espermatofitas.
Los métodos utilizados en agricultura y horticultura se consideran métodos artificiales de reproducción vegetal, porque implican manipulación humana. Algunos de estos métodos sólo aprovechan los métodos naturales de propagación vegetativa de las plantas, o los aceleran.
Los métodos más comunes incluyen:
- Injerto: se unen los tallos de dos plantas para formar un tipo de híbrido.
- Se utiliza comúnmente para algunas variedades de rosas, cítricos y uvas.
- Esqueje: se siembra una sección de un tallo.
- Ejemplos: coleus y las plantas del dinero.
- Acodo: se promueve la formación de raíces en una rama, para luego separarla y sembrarla.
- Ejemplos: jazmines y la bouganvilia.
- Retoños: se siembran los retoños que salen de la raíz, en algunos lugares les llaman hijuelos.
- Ejemplo: plátano y banano.
- Cultivo de tejidos: los tejidos vegetales pueden cultivarse en condiciones de laboratorio, para la investigación agrícola o conservacionista, con el objetivo de desarrollar un gran número de plántulas que puedan trasplantarse.
Se pueden usar hormonas de enraizamiento para acelerar el desarrollo de raíces adventicias.
Ejemplos de plantas asexuales
La mayoría de las plantas pueden reproducirse tanto sexual como asexualmente. El método más común de reproducción asexual es la fragmentación, para cualquier grupo de plantas (musgos, hepáticas, helechos, gimnospermas y angiospermas). Por otro lado, la apomixis solo es posible en plantas con flores (angiospermas) y no es muy frecuente.
No se conoce de plantas que hayan perdido la capacidad de reproducirse sexualmente y que solo se reproduzcan asexualmente. Sin embargo, en algunos hábitats con baja disponibilidad de recursos, donde la reproducción sexual sea muy costosa, se ha visto que las plantas tienden a reproducirse casi exclusivamente de forma asexual (como los musgos en la Antártica).
A continuación, puedes ver la descripción y algunos ejemplos de los tipos de reproducción asexual en las plantas.
Tipo de reproducción asexual / fragmento vegetativo | Descripción | Ejemplos de plantas |
Vegetativa: Rizomas | Tallos subterráneos modificados que crecen horizontalmente. Sirven para almacenar proteínas y almidón. Las raíces y los brotes pueden desarrollarse a partir de un rizoma en crecimiento y formar nuevas plantas. | Hierbas, lirios, iris, jengibre, cúrcuma, plátano y orquídeas. |
| Vegetativas: Estolones | Tallos modificados, que también crecen horizontalmente por encima del suelo. Al igual que en los rizomas, las raíces y los brotes pueden crecer en las puntas del estolón, o en los nodos a lo largo del largo estolón, y formar una nueva planta. | Fresa y grosella. |
| Vegetales: Bulbos | Tallos modificados que consisten en una yema cubierta por capas de hojas carnosas modificadas, que forman una estructura hinchada que suele encontrarse bajo tierra. Las hojas sirven como fuente de alimento para la yema en desarrollo y acaban secándose. Un bulbo puede dividirse y formar más bulbos, que formarán un nuevo organismo. | Cebollas, ajos, jacintos, narcisos, lirios y tulipanes. |
Vegetativo: Tubérculos | Se desarrollan a partir de las raíces (rizomas) o de los tallos (estolones), cuando una porción se hincha al almacenar grandes cantidades de nutrientes. Los sistemas de brotes y raíces se desarrollan a partir del tubérculo. | Patatas, boniatos (tubérculos de tallo), batatas, dalias, chirivía (tubérculos de raíz). |
| Vegetativo: Cormos | Son físicamente similares a los bulbos. Son tallos modificados que almacenan nutrientes y crecen bajo tierra. La diferencia es que los cormos están formados por un tejido carnoso sólido que suele estar rodeado por hojas de papel, mientras que un bulbo tiene una yema central cubierta por capas de hojas carnosas. Los brotes y las raíces se desarrollan a partir del cormo. | Gladiolo y malanga. |
| Vegetativo: Plántulas | Estructuras vegetativas que crecen a lo largo del margen de las hojas, a partir del meristemo (tejido de crecimiento en las plantas), y parecen plantas en miniatura. | Kalanchoe (Bryophyllum daigremontianum) |
Apomixis | Producción de semillas no fecundadas. | Pasto azul de Kentucky, moras, dientes de león. |
Tabla 1. Reproducción asexual de las plantas: ejemplos.
Características de la reproducción asexual en las plantas
La reproducción asexual tiene ciertas características, que pueden ser ventajosas o no para las plantas (o cualquier organismo), dependiente de las condiciones que se den.
Algunas de las características de la reproducción asexual en las plantas que pueden ser ventajosas son las siguientes:
No requiere la inversión de recursos para producir flores, semillas y frutos, que son procesos que consumen muchos recursos.
Permite un desarrollo más rápido: la nueva planta alcanza la madurez más rápidamente y tiene mayores probabilidades de supervivencia.
La nueva planta evita la fase de germinación de la semilla, en la que las semillas y las plántulas en desarrollo son muy vulnerables a la depredación, los patógenos, los incendios forestales y otras condiciones externas.
Los rasgos altamente adaptados a un entorno se transmiten sin modificaciones (excluyendo las mutaciones) a los clones.
Produce un mayor número de progenie: la creación de clones consume menos recursos, por lo que una planta puede generar más clones y de manera más rápida que la producida sexualmente. Esto permite aumentar el tamaño de la población en un tiempo relativamente corto.
Las dos primeras ventajas no se aplican realmente a la reproducción por apomixis, ya que se siguen produciendo semillas. Sin embargo, la planta madre puede ahorrar algunos recursos, al no tener que esperar a los gametos masculinos. Además, tiene la ventaja de la dispersión de semillas y frutos, que permite a las plantas llegar a lugares más lejanos.
Por otro lado, la principal característica de la reproducción asexual que puede ser desventajosa para cualquier especie es la falta de diversidad genética entre los nuevos organismos. Una población con poca diversidad genética es más vulnerable a los cambios ambientales, ya que es menos probable que algunos de los individuos tengan rasgos o alelos específicos para superar cualquier cambio en el ambiente (enfermedades, cambio climático, depredadores, etc.)
En resumen: La reproducción asexual suele ser más ventajosa que la sexual, en entornos estables en los que los individuos no se enfrentan a nuevas amenazas o cambios ambientales. Asimismo, en condiciones estables, un clon se encontraría con el mismo entorno que la planta madre y los rasgos heredados estarían probablemente ya muy adaptados a ese entorno.
Muchos cultivos se reproducen vegetativamente, ya que las nuevas plantas crecen y generan progenie más rápidamente. Los agricultores cuidan de los cultivos hasta cierto punto, por lo que las condiciones externas suelen ser estables para los cultivos (en términos de suministro de agua y control de patógenos). Sin embargo, pueden darse condiciones extremas, como eventuales sequías, inundaciones y, sobre todo, brotes de enfermedades.
Esto es lo que ocurrió con la hambruna de la patata en Irlanda en la década de 1840. En aquella época, la principal fuente de alimentación de la población irlandesa era la patata lumper, un cultivo que se propaga vegetativamente. Cuando apareció el protista patógeno Phytophthora infestans, arrasó con casi todas las cosechas, ya que todas las plantas eran clones vulnerables al tizón de la patata. Se calcula que en un periodo de tres años una octava parte de la población irlandesa murió de hambre.
Reproducción asexual de las plantas - Puntos clave
- Muchas plantas pueden reproducirse tanto sexual como asexualmente y pueden pasar de un método a otro, según las circunstancias.
- Las plantas presentan de forma natural dos tipos de reproducción asexual: la fragmentación o propagación vegetativa, mediante el desprendimiento de secciones de tallos, raíces u hojas modificadas; y la apomixis, la formación de semillas no fecundadas.
- La fragmentación (propagación vegetativa) es el tipo de reproducción asexual más común en las plantas y se basa en la presencia de tejido meristemático, la capacidad de las células parenquimáticas de diferenciarse en otros tipos de células y la capacidad de desarrollar raíces adventicias.
- Algunas características de la reproducción asexual que pueden ser ventajosas para las plantas son la inversión de menos recursos, desarrollo más rápido de la planta y mayor producción de progenie. Por otro lado, una característica desventajosa para cualquier especie es la falta de diversidad genética entre los nuevos organismos.
- La reproducción asexual puede ser más ventajosa que la sexual en entornos estables donde los individuos no se enfrentan a nuevas amenazas o cambios ambientales.
References
- Lisa Urry et al., Biology, 12th edition, 2021.
- Mary Ann Clark et al., Biology 2e (section 32.3 Asexual Reproduction), 2022
- UC Museum of Paleontology Understanding Evolution team, Monoculture and the Irish Potato Famine: cases of missing genetic variation, 2022
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