Cuando quieres cultivar cierta planta en tu jardín o huerto, sabes que debes conseguir semillas y sembrarlas. Las semillas son una de las formas en que las plantas se reproducen sexualmente. Sin embargo, si quieres cultivar patatas, por ejemplo, generalmente es más fácil sembrar una patata entera y que produzca retoños, en lugar de sembrar sus semillas. ¿Qué es una patata entonces? Obviamente, no es una semilla. Además, ¡no todas las plantas producen semillas! Por ejemplo, los helechos y musgos. ¿Qué otras formas de reproducción poseen estas plantas?
- En este artículo veremos, de forma introductoria, cómo se reproducen las plantas.
- Primero, describiremos brevemente cuál es el ciclo biológico de las plantas, ya que está relacionado con su ciclo reproductivo.
- Luego, estudiaremos los diferentes tipos de reproducción en las plantas, que son la reproducción sexual y la reproducción asexual.
- Por último, analizaremos las características de la reproducción en las plantas, comparando los diferentes grupos de plantas; especialmente, en las plantas con flores.
¿Cómo se reproducen las plantas?
En términos generales, las plantas se reproducen de forma sexual o asexual, haciendo uso de diversos mecanismos, dependiendo de la especie y las condiciones ambientales:
- En la reproducción asexual, las plantas generan nuevas plantas sin la necesidad de la fusión de células sexuales.
- En la reproducción sexual, se produce la unión de gametos para generar una nueva planta con características genéticas únicas.
En cambio, los animales se reproducen casi exclusivamente de forma sexual.
Fig. 1: Las plantas pueden reproducirse sexual o asexualmente; incluso, muchas plantas pueden utilizar los dos tipos de reproducción.
Estos mecanismos no solo les permite asegurar su supervivencia y persistencia en el tiempo, sino que es una de las razones por las cuales las plantas se han diversificado a lo largo del tiempo. Gracias a ello, hoy en día, abarcan una exorbitante variedad de formas y tamaños. Además, las estrategias reproductivas de las plantas también les ha permitido ocupar numerosos hábitats al rededor del planeta; desde las zonas más áridas y desérticas hasta los bosques tropicales húmedos, los pastizales y las regiones polares.
Ciclo biológico de las plantas
El ciclo biológico es la secuencia de etapas y procesos relacionados con el crecimiento, desarrollo y reproducción que ocurren durante la vida de un organismo.
Todas las plantas y algunas algas tienen un ciclo biológico similar, conocido como alternancia de generaciones.
Fig. 2: El ciclo biológico de las plantas consiste en la alternancia de generaciones, en la que un esporofito diploide da lugar a un gametofito haploide, y viceversa.
En este ciclo, dos generaciones multicelulares se alternan entre sí. Un esporofito da lugar a un gametofito y el gametofito da lugar al esporofito, nuevamente.
Un esporofito es la fase vegetal multicelular diploide que produce esporas haploides, por meiosis. Cada espora se divide por mitosis, para formar un gametofito haploide.
Un gametofito es la fase vegetal multicelular haploide que produce gametos haploides por mitosis. Dos gametos se unen en la fertilización y vuelven a formar un esporofito diploide.
Este ciclo de vida también se conoce como ciclo diplohaplonte. Aprende más sobre este tipo de ciclo y las diferencias para cada grupo de plantas en el artículo de Ciclo biológico.
En cualquier organismo, la reproducción está relacionada con su ciclo de vida o ciclo biológico. El ciclo biológico es diferente para animales, hongos, plantas y protistas. Los animales tenemos un ciclo de vida diplonte, donde una única fase multicelular diploide da lugar a gametos haploides por meiosis.
Reproducción asexual de las plantas
La reproducción asexual es la formación de progenie a partir de un solo individuo, lo que da como resultado individuos genéticamente idénticos al individuo parental.
Las plantas se reproducen de forma asexual, principalmente, por fragmentación. Esta consiste en la separación de un propágulo que se desarrolla en un nuevo individuo. La reproducción asexual por fragmentación puede darse de muchas maneras, dependiendo del grupo de plantas (ver Tabla 1 y Figs. 3 - 5).
Fig. 3: Propágulos vegetativos en plantas no vasculares. Se observan copas gemales en la hepática Marchantia polymorpha (izquierda) con las gemas en su interior, y un conjunto de yemas en los ápices ensanchados del musgo Calymperes tenerum (derecha). Ambos propágulos se desarrollan en nuevos individuos al desprenderse de la planta parental.
Propágulo es una sección vegetativa —una parte de la planta que no está involucrada en la reproducción sexual— que se separa de la planta para formar un nuevo individuo. Puede ser unicelular o multicelular.
La reproducción asexual no involucra la formación de gametos y, por lo tanto, no hay mezcla de material genético con otro individuo parental.
Los gametos son las células reproductoras sexuales que pueden ser femeninas (óvulos) o masculinas (células espermáticas).
Grupo mayor de plantas | Ejemplo de plantas | Descripción de propágulos vegetativos |
No vasculares | Hepáticas | Forman estructuras llamadas copas gemales, y en su superficie se desarrollan pequeños pedazos de tejido llamados gemas. Al desprenderse forman un nuevo organismo. |
Musgos | Pueden formar nuevas plántulas pequeñas, así como un tipo de yemas en los ápices, que se separan de la planta parental como nuevos individuos. |
Vasculares sin semilla | Helechos | Del rizoma pueden salir nuevas frondas (las hojas de los helechos) y raíces que pueden separarse como un nuevo individuo. También, algunos helechos forman pequeñas plántulas en las frondas, que luego se separan. |
Vasculares con semilla | Plantas con flores | Muchos de sus órganos se modifican (bulbos, rizomas, tubérculos, estolones, etc.) y desarrollan brotes y raíces que pueden separarse como nuevos individuos. |
Tabla 1: Ejemplos de propágulos para algunos grupos de plantas.
Aprende más sobre la diversa variedad de estrategias reproductivas asexuales en plantas con flores en nuestro artículo de Reproducción asexual de las plantas.
Fig. 4: Una forma de reproducción asexual en helechos es la producción de plántulas en las frondas (hojas),
que se desprenden de la planta parental.
Fig. 5: El rizoma del jengibre, el bulbo de las cebollas, el tubérculo de las patatas y el cormo de la malanga son tallos modificados
que sirven para almacenar nutrientes y en la reproducción asexual de algunas plantas con flores.
Reproducción sexual de las plantas
La reproducción sexual es la formación de progenie a partir de dos individuos, lo que da como resultado individuo con la mitad del material genético de cada uno de los padres; en una combinación única.
La reproducción sexual implica la formación de gametos y la fertilización, donde hay mezcla de material genético proveniente de los individuos parentales.
La fertilización, también llamada fecundación, es el proceso en el que un óvulo y una célula espermática se unen para formar un cigoto que se desarrolla en un nuevo individuo.
¡No te confundas con la fertilización del suelo! En la botánica y la agricultura también se usa el término fertilización para referirse al proceso de agregar nutrientes al suelo para mejorar la salud y la productividad de las plantas que crecen en él.
Además, las plantas han desarrollado estructuras reproductoras especializadas para la reproducción sexual que, como habrás supuesto, varían entre los grupos de plantas.
Casi todo el mundo reconoce las flores como las partes que portan las estructuras sexuales de una planta. Pero, aunque esto es cierto para las angiospermas, los demás grupos de plantas no poseen flores. En gimnospermas, esta función la cumplen los conos o piñas, mientras que los musgos y helechos poseen unas estructuras microscópicas llamadas arquegonios (parte femenina) y anteridios (parte masculina).
Descubre más sobre estas estructuras y el proceso reproductivo en los artículos de Reproducción sexual de las plantas y Reproducción de las espermatofitas.
Características de la reproducción de las plantas
Podemos resumir de la siguiente manera las características de la reproducción de las plantas, en general:
Característica | Descripción |
Ciclo biológico con alternancia de generaciones | Muchas algas verdes, pero no todas, también presentan este ciclo. Sin embargo, las charophytas, en específico, son unicelulares o coloniales, por lo que sus generaciones no son multicelulares. |
Formación de esporas con cubierta protectora muy fuerte | Esta característica también la presentan algunas especies de algas verdes que viven en aguas poco profundas que se secan en algunas ocasiones. |
Desarrollo de estructuras sexuales multicelulares | Estas producen las células reproductoras sexuales haploides. |
La fertilización ocurre dentro de la estructura reproductora femenina, que retiene el óvulo | Al cigoto se le denomina embrión durante sus primeras etapas de desarrollo, ya que se encuentra dentro de esta estructura, que le provee protección y nutrientes. Este rasgo es característico de todas las plantas, por lo que el grupo también se conoce como Embriofitas (que forman un embrión). En comparación, las algas verdes (incluyendo las charophytas) sueltan los gametos al agua. |
Transporte de gametos masculinos por otro medio diferente del agua | Se ha adaptado progresivamente a las condiciones más secas del medio terrestre. Muchas plantas utilizan el viento o la ayuda de polinizadores. |
En plantas vasculares con semilla, desarrollo de estructuras protectoras para el embrión (como el fruto y la semilla, que también pueden funcionar en la dispersión de este). | La semilla y el fruto también pueden estar especializados (morfológicamente o por su composición nutricional) para ser dispersados por viento o animales. |
Tabla 2: Resumen de las principales características reproductivas de las plantas en general.
La mayoría de estas características se consideran específicas de las plantas, en comparación a las carofitas, que son los organismos con los que están más cercanamente emparentados.
Las plantas, comúnmente llamadas plantas terrestres, probablemente evolucionaron dentro de un grupo de algas verdes llamadas Carofitas (Charophyta). Esto significa que un subgrupo de carofitas y las plantas comparten un ancestro común. Este ancestro era acuático, y en su paso de un medio acuático al terrestre, sus descendientes fueron desarrollando estructuras y mecanismos que les permitieron adaptarse progresivamente a las condiciones más secas del medio terrestre. Esto incluyó la forma en que se reproducen.
En conclusión, aunque tanto la reproducción sexual como la asexual están ampliamente presentes en diferentes plantas, los mecanismos específicos de cada una se diferencian entre los grupos mayores de plantas.
Por ejemplo, si comparamos las células espermáticas en los diferentes grupos de plantas, vemos la adaptación progresiva a las condiciones terrestres:
- En las plantas más ancestrales (como los musgos) y otras más recientes (como los helechos), estos gametos masculinos son flagelados y aún necesitan un ambiente húmedo o cierta cantidad de agua para que puedan movilizarse hacia el óvulo.
- Por otro lado, en plantas con flores (que son mucho más recientes), el gameto masculino se moviliza mayormente por otros medios (como el aire o la ayuda de polinizadores) y ya no posee flagelo.
Reproducción de las plantas con flores
La reproducción de las plantas con flores, las cuales son las plantas más abundantes y variadas de todas, presentan una inmensa variedad de mecanismos tanto sexuales como asexuales. Las plantas con flores, que corresponden a las angiospermas, son el grupo de plantas con el que la mayoría de las personas están más relacionadas.
- Las angiospermas son plantas vasculares con semilla; por lo tanto, producen semillas como parte de su ciclo de reproducción sexual.
- La semilla es una estructura vegetal que contiene al embrión, lo protege y provee de nutrientes hasta que germina.
El otro grupo de plantas que produce semillas son las gimnospermas (coníferas). Estas y las angiospermas también se conocen como Espermafitas o Espermatofitas (del término Sperma = semilla).
Por otro lado, las angiospermas presentan algunas características reproductivas únicas, en comparación con el resto de plantas:
- Producen flores. La flor es la parte de la planta que contiene las estructuras reproductoras sexuales
- Tiene lugar una doble fecundación.
- La semilla está cubierta, porque se encuentra dentro de un ovario que posteriormente forma el fruto. Por lo tanto, ¡los frutos también son únicos de las plantas con flores!
- Las semillas de gimnospermas no están cubiertas por un fruto
- Muchas plantas con flores poseen mecanismos complejos o muy especializados para la polinización (que facilitan el transporte del polen) y dispersión de semillas y frutos, especialmente con animales.
- Para esto las flores, que son los órganos sexuales, han desarrollado numerosas formas, colores, olores, recompensas nutricionales, etc., para atraer los polinizadores
- Las plantas con flores también presentan la mayor variedad de mecanismos de reproducción asexual, como los bulbos, rizomas, estolones, plántulas, etc.
El artículo de Reproducción de las espermatofitas describe en detalle estas características y el ciclo reproductivo.
Reproducción de las plantas - Puntos clave
- Las plantas pueden reproducirse sexual o asexualmente e incluso, muchas pueden reproducirse de las dos formas dependiendo de las circunstancias.
- Las plantas se reproducen de forma asexual principalmente por fragmentación, que consiste en la separación de un propágulo que se desarrolla en un nuevo individuo. El tipo de propágulo depende del grupo de plantas.
- La evolución de la reproducción sexual en plantas incluye el desarrollo progresivo de las siguientes características:
- Ciclo biológico con alternancia de generaciones
- Formación de esporas con cubierta protectora muy fuerte
- El cigoto se forma dentro de la estructura reproductora femenina, que le provee protección y nutrientes, por lo que se considera un embrión en las primeras etapas de su desarrollo.
- Desarrollo de estructuras sexuales que portan las células reproductoras sexuales (anteridios, arquegonios, conos o flores).
- Desarrollo progresivo del transporte de gametos masculinos por un medio diferente del agua
- En plantas vasculares con semilla, desarrollo de estructuras protectoras para el embrión (como el fruto y la semilla)
- La reproducción de las plantas con flores o angiospermas presentan las siguientes características:
- Producción de flores, semillas y frutos
- Tiene lugar una doble fecundación.
- La semilla está cubierta
- La mayoría poseen mecanismos especializados para la polinización y dispersión, especialmente con animales
- La mayor variedad de mecanismos de reproducción asexual entre las plantas
References
- Fig. 3. Hepática: Common Liverwort (Marchantia polymorpha) (https://www.flickr.com/photos/ryanhodnett/29457551938/) por Ryan Hodnett (https://www.flickr.com/photos/ryanhodnett/), bajo Licencia CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/); Musgo: Calymperes tenerum Müll.Hal. (AM AK319076-1) (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calymperes_tenerum_M%C3%BCll.Hal._(AM_AK319076-1).jpg) por Auckland Museum (https://commons.wikimedia.org/wiki/Commons:Batch_uploading/AucklandMuseumCCBY) bajo Licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0).
- Fig. 4: Papaitonga fernlets (https://www.flickr.com/photos/21218849@N03/3008865382/) por Samuel Mann (https://www.flickr.com/photos/21218849@N03/) bajo Licencia CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).
- Fig. 5: Jengibre: (https://pixabay.com/photos/ginger-fresh-ginger-food-organic-5108742/) por WebTechExperts; cebolla: (https://pixabay.com/photos/onion-bulb-garlic-crop-plant-5843310/) por NWimagesbySabrinaEickhoff; patatas: (https://pixabay.com/photos/red-potatoes-potatoes-food-tuber-1353476/) por Brett_Hondow; malanga: (https://pixabay.com/photos/taro-root-tuber-caladium-root-2825925/) por pisauikan. Todas las imágenes bajo la licencia de Pixabay (https://pixabay.com/service/license/).
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