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4. Morfología y organología de

los órganos reproductivos de

las plantas superiores

En esta clase

Prof. Carlos Zamorano-Elgueta

07 de julio 2021

4.1 FlorDefinición, estructura de los verticilos y piezas florales. Tipos e inflorescencias

Origen e histología de las estructuras florales

OVARIO Y PLACENTACIÓN

Origen de la cavidad ovárica

Cortes transversales de ovario mostrando el número de lóculos

El tejido de la cara interna del carpelo sobre el cual se forman losóvulos recibe el nombre de placenta. Cada carpelo tiene dosplacentas, generalmente ubicadas sobre los márgenes. En algunoscasos pueden ser voluminosas

OVARIO Y PLACENTACIÓN

Placentación

Apical Basal

Parietal CentralAxilar

Placentación es la disposición deplacentas y óvulos en la cavidadovárica. Los tipos de placentaciónson: marginal, parietal, axilar, axilar conplacentas intrusivas, central,basal, apical y laminar

ÓVULOS

Los óvulos, primordios o rudimentos seminales nacen sobre lasplacentas, situadas en la cara interna del carpelo. Son de tamañoreducido, de pocos milímetros, y generalmente de forma ovoide, deallí su nombre

Uno de los lóculos del ovario de Lilium sp. en corte transversal (MEB), mostrando las placentas y los óvulos

ÓVULOS

Cada óvulo consta de un cuerpo de tejido compacto, la nucela y unpie (funículo), que lo une a la placenta

La región basal, donde se unen el funículo yla nucela es la calaza. La nucela estárodeada por tegumentos, una o dosenvolturas que parten de la calaza y dejanun orificio llamado micrópilo

ÓVULOS

El óvulo se inicia como una protuberancia en la placenta. A medidaque se forman las partes del óvulo se desarrolla en su interiorel saco embrionario. Primero aparece el tegumento interno ydespués el externo

Los tegumentos crecen más rápido que lanucela, y terminan por rodearla, formandoel micrópilo. Completan su desarrollo altiempo que el saco embrionario está listopara la fecundación

Ciclo biológico

Todos los seres vivos se reproducen. El círculo imaginario que traza un organismo, desde las estructuras reproductivas con las que se inicia

hasta el momento en que forma sus propias estructuras reproductivas, similares a las primeras, se denomina ciclo vital o ciclo

biológico

Ciclo biológico

Cuando la reproducción es sexual, la MEIOSIS forma gametos haploides, es decir, con la mitad de la dotación cromosómica de la

especie. La fusión de los gametos masculinos y femeninos en la FECUNDACIÓN forma un cigoto diploide, con los dos juegos de

cromosomas. Estas alternancia de etapas en el ciclo biológico se conocen como fases, denominadas haploide y diploide

respectivamente. Normalmente, luego de la meiosis y de la fecundación hay un período de desarrollo representado por una serie

de divisiones mitóticas, lo cual recibe el nombre de GENERACIÓN

Ciclo biológico - Angiospermas

Cuando las semillas germinan se forma una planta que representa la generación esporofítica, autótrofa. Esta planta formará flores con

estructuras reproductivas masculinas (sacos polínicos en los estambres) y femeninas (óvulos en el gineceo). Dentro de estas

estructuras se produce la MEIOSIS, que forma gametos haploides iniciando la generación gametofítica. Se forma un gametofito

masculino representado por los granos de polen y un gametofito femenino que es el saco embrionario. Estas generaciones son

parásitas de la esporofítica, ya que viven dentro de los estambres y ovario y a expensas de las reservas de estas estructuras

La FECUNDACIÓN de las Angiospermas es doble: dentro de los granos de polen se forman dos gametos masculinos, uno fecunda la gametafemenina u ovocélula, formando el cigoto, la otra gameta masculina

se une al núcleo del endosperma (2n) ubicado dentro del saco embrionario, formando así el endosperma o sustancia de reserva de la semilla. La unión de estos gametos haploides en un cigoto reinicia

una nueva generación esporofítica, diploide


La reproducción tiene dos propósitos, primero: a través del sexo y la fecundación cruzada se mantiene la diversidad genética y se recombinan los caracteres heredados, segundo: la reproducción contribuye a la multiplicación y dispersión del organismo. Estas

dos se hallan relacionadas, ya que una efectiva reproducción sexual requiere la dispersión de las semillas


Ciclo biológico - Gimnospermas

Su ciclo es esencialmente el mismo que el de las Angiospermas. Sunombre deriva del griego, gymnos: desnudo, aludiendo a que lassemillas se encuentran desnudas, no encerradas en un fruto. Esdecir, las flores son imperfectas, son conos femeninos y masculinosubicados en plantas separadas: dioicas

Los óvulos están expuestos en la axila de los carpelos, el gametofitofemenino es pluricelular y presenta varias estructuras pluricelularesllamadas arquegonios

Las Angiospermas han evolucionado encerrando los óvulos dentrodel carpelo (angion: vasija o vaso en griego) y reduciendo elgametofito a un saco embrionario heptacelular. Esta reducciónpermitió proteger estas estructuras de los depredadores yposteriormente encerrar a la semilla dentro del fruto


El gametofito masculino en la mayoría de las Gimnospermas(exceptuando las Cicadáceas y Ginkgo) y las Angiospermas halogrado la total independencia del medio acuático: los gametos soninmóviles, sin flagelos, son transportados por el tubo polínicodirectamente hasta la ovocélula. En las Gimnospermas lapolinización es directa: el grano de polen llega a la micrópila delóvulo.


Dado que las Angiospermas han encerrado losóvulos en el ovario, debieron formar estructurascomo el estigma para recepción y reconocimiento delos granos de polen y el estilo para alimentar al tubopolínico durante el recorrido hasta la ovocélula. Lapolinización es indirecta

En las Gimnospermas la fecundación es simple: dacomo resultado un cigoto, las sustancias de reservade la semilla derivan del gametofito femenino. Encambio, en las Angiospermas aparece la doblefecundación, resultando un cigoto y el endospermacomo sustancia de reserva, la cual sólo se forma siexiste fecundación, con el consiguiente ahorro deenergía

Fecundación cruzada y evolución

La selección natural es el proceso por el cual los organismos con características más favorables con respecto a su ambiente dejarán

una mayor descendencia. Esto sólo es posible gracias a la variabilidad genética de las poblaciones, la cual se lleva a cabo por la

mezcla de genes que ocurre durante la fecundación cruzada. Esta ventaja solo existe si hay cruzamiento con otro organismo que

aporte una dotación de genes diferente


Si existe autofecundación solo se estarán combinando los mismos genes. Esto puede representar un problema para las plantas que

normalmente tienen ambos sexos en la misma flor (flores perfectas). Pero las especies han evolucionado logrando estrategias para evitar autopolinizarse. Hay que recordar que la polinización es la llegada

del polen al estigma de la flor


¿Cómo transportan el polen las plantas entre ellas si están ancladas en el suelo?

Las primitivas plantas (Helechos yGimnospermas) eran (son) de polinizaciónpasiva, el viento traslada los granos de polendirectamente a la micrópila del óvulo. Losgranos de polen tienen dos bolsas o sacosaeríferos que los ayuda a su transporte por elaire hasta la micrópila misma del óvulodesnudo, donde hay una gota de líquidopegajoso que lo retiene

Aire



La ANEMOFILIA o polinización por el viento es exitosa para estasplantas que normalmente viven en vastas áreas donde son la especiepredominante, casi como un monocultivo. La polinización anemófilacaracteriza a plantas primitivas como las Gimnospermas y haevolucionado independientemente en Angiospermas como lasGramíneas y los sauces (Salix spp). Se caracteriza por presentargrandes cantidades de polen, y no invierten energía en la producciónde “recompensas”. Las anteras y estigmas son largos y plumosos yestán expuestos al aire



También las Gramíneas usan este sistema. Crecen normalmente enpraderas abiertas. Los estambres se encuentran en la parte superiorde la planta, son flexibles y el polen es seco y liviano y es producidoen grandes cantidades. Los estigmas son plumosos, gomosos y estánen la parte inferior de la planta, para recoger el polen que cae. Lasplantas con este tipo de polinización presentan abundantes flores,son poco llamativas, con las piezas del cáliz y de la corola reducidas,de colores verdosos o castaños o carecen por completo de estaspiezas (flores aclamídeas)

HIDROFILIA: polinización realizada por el agua



Vectores biológicos

Los insectos al acudir a estas plantas encontraron en el polen unaalta fuente proteica, e indirectamente colaboraron con eltransporte del mismo. Este sistema es posible haya resultado máseficiente que la polinización por el aire o anemofilia. La mayoría delas plantas crecen compartiendo el ambiente con muchas otrasespecies, por lo que el viento no es efectivo en este caso. Estasplantas necesitan un vector o agente polinizador que lleve el polena otra planta de su misma especie, como un insecto, mamífero o unroedor




Este mecanismo es un tipo de mutualismo, una asociación en la quela planta ofrece algún tipo de recompensa al insecto y estetransporta el polen. Cuanto más atractiva resultaba una planta a losinsectos, aumenta el índice de visitas y por lo tanto la producción desemillas. Este proceso de selección natural evolucionóconjuntamente con los insectos, desarrollándose nuevas formas derecompensa




Muchas plantas han evolucionado junto con sus polinizacionescreando complejas relaciones entre ellos. Se define la coevolucióncomo la interacción entre dos especies diferentes, cada una afectael desarrollo de las características de la otra durante el curso de laevolución. Uno de los mejores ejemplos de la coevolución seencuentra entre las plantas con flores y sus polinizadores, donde:

- Las plantas elaboraron métodos de atracción animal- Los animales especializaron sus cuerpos para adaptarse adeterminadas especies vegetales


La planta debe lograr atraer al agente polinizador, para ello produceatractivos. Atractivos primarios: son las recompensas que la florofrece al agente polinizador:

Polen: es una recompensa generalmente enaquellas flores polinizadas por coleópteros,atraídas por fuerte aromas y la abundancia depolen. El polen contiene proteínas, almidón,aceites y otros nutrientes


Néctar: es un líquido azucarado producido por estructuras llamadasnectarios. Se ubican estratégicamente en la flor para que los insectosal tomarlo toquen los estambres y trasladen el polen de una flor aotra

Atractivos secundarios: Indican la presencia de recompensa comopolen y néctar, las claves pueden ser visuales u olfativas.Generalmente esta función la ejercen el cáliz y la corola


Claves visuales: la mariposas son atraídas por los colores amarillos yrojos. Las abejas tienen una visión que va del azul al espectroultravioleta, pero si visitan flores rojas o anaranjadas es porque venmarcas o líneas ultravioletas que nosotros no podemos distinguir

Mathania leucothea


Mariposas nocturnas y murciélagos no dependen del color. Las floressuelen ser blancas o de colores pálidos. La presencia de manchas,excrecencias, guías de néctar o altos contrastes sirven para distinguirlas flores del follaje

Claves olfativas: polinizadores con escasa habilidad visual sonatraídos por las fragancias de las flores, son compuestos volátilesexcretados por estructuras llamadas osmóforos


Forma de la flor: debe acomodarse al tipo de polinizador. Florespolinizadas por escarabajos tienen una constitución que soporta elpeso del insecto. Para los colibríes e insectos que polinizan duranteel vuelo, las flores tienen corolas tubulosas, adecuadas a los picosde los pájaros y a las espiritrompas de las mariposas. Para las abejas,las flores son amplias, brindando "pistas de aterrizaje"

Sephanoides fernandensis

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