Reproducción en angiospermas y Biotecnología

Algunas ventajas evolutivas de las angiopermas: Las flores en las angiospermas pueden atraer polinizadores usando claves visuales y químicos volátiles. Muchas angiospermas se reproducen sexual y asexualmente. Relaciones simbióticas entre plantas y otras especies son comunes.

Las tres “F”: El ciclo de vida de las angiospermas se caracteriza por tres “F”s: flores, doble fecundación y frutos. El esporofito es la generación dominante, es la planta que vemos. El gametofito esta reducido en tamaño y depende del esporofito para nutrientes.

Estructura de las flores: Las flores son las ramas reproductivas del esporofito; están adheridas al tallo por el receptáculo. Las flores tienen cuatro órganos florales: sépalos, pétalos, estambres y carpelos. El estambre se compone de un filamento y una antera. Un carpelo tiene un ovario, un estilo y un estigma. El ovario contiene uno o más óvulos. Un carpelo o varios carpelos fusionados forman el pistilo. Grupos de flores se conocen como inflorescencia. Anther Stigma Carpel Stamen Style Filament Ovary Sepal Petal Receptacle (a) Structure of an idealized flower

Female gametophyte (embryo sac) Fig. 38-3 (a) Development of a male gametophyte (in pollen grain) (b) Development of a female gametophyte (embryo sac) Microsporangium (pollen sac) Megasporangium (2n) Microsporocyte (2n) Ovule Megasporocyte (2n) MEIOSIS Integuments (2n) Micropyle 4 microspores (n) Surviving megaspore (n) Each of 4 microspores (n) MITOSIS Ovule Generative cell (n) Male gametophyte 3 antipodal cells (n) Figure 38.3 The development of male and female gametophytes in angiosperms Female gametophyte (embryo sac) 2 polar nuclei (n) 1 egg (n) Nucleus of tube cell (n) Integuments (2n) 2 synergids (n) 20 µm Ragweed pollen grain Embryo sac 75 µm 100 µm

Polinización: En las angiospermas, la polinización es la transferencia de polen de una antera al estigma. La polinización puede ser por viento, agua, insectos, aves y murciélagos. La polinización de las flores y el transporte de las semillas por animales son dos relaciones importantes en los ecosistemas terrestres.

Abiotic Pollination by Wind Fig. 38-4a Abiotic Pollination by Wind Figure 38.4 Flower pollination Hazel staminate flowers (stamens only) Hazel carpellate flower (carpels only)

Common dandelion under normal light Fig. 38-4b Pollination by Bees Common dandelion under normal light Figure 38.4 Flower pollination Common dandelion under ultraviolet light

Anther Stigma Moth on yucca flower Fig. 38-4c Pollination by Moths and Butterflies Anther Figure 38.4 Flower pollination Stigma Moth on yucca flower

Blowfly on carrion flower Fig. 38-4d Pollination by Flies Figure 38.4 Flower pollination Fly egg Blowfly on carrion flower

Hummingbird drinking nectar of poro flower Fig. 38-4e Pollination by Birds Figure 38.4 Flower pollination Hummingbird drinking nectar of poro flower

Long-nosed bat feeding on cactus flower at night Fig. 38-4f Pollination by Bats Figure 38.4 Flower pollination Long-nosed bat feeding on cactus flower at night

Doble Fecundación: Después de caer en el estigma, el polen produce un tubo polínico que se extiende hacia el ovario. La doble fecundación resulta de la descarga de dos espermas por el tubo polínico hacia el saco embrionario. Un esperma fecunda el huevo y el otro se combina con los núcleos polares para formas el endospermo. Cada ovulo se desarrolla en una semilla y el ovario se desarrolla en un fruto que protege las semillas.

Stigma Pollen grain Pollen tube 2 sperm Style Ovary Polar nuclei Ovule Fig. 38-5 Stigma Pollen grain Pollen tube 2 sperm Style Ovary Polar nuclei Ovule Micropyle Egg Ovule Polar nuclei Egg Synergid Figure 38.5 Growth of the pollen tube and double fertilization 2 sperm Endosperm nucleus (3n) (2 polar nuclei plus sperm) Zygote (2n) (egg plus sperm)

Ovule Endosperm nucleus Integuments Zygote Zygote Terminal cell Fig. 38-7 Ovule Endosperm nucleus Integuments Zygote Zygote Terminal cell Basal cell Proembryo Suspensor Figure 38.7 The development of a eudicot plant embryo Basal cell Cotyledons Shoot apex Root apex Seed coat Suspensor Endosperm

Frutos: El fruto protege las semillas y las ayuda a dispersarse. Un fruto puede clasificarse en seco, si el ovario se seca cuando esta maduro, o carnoso si el ovario es grueso y suave cuando maduro. Se pueden clasificar también como: Simple, un solo carpelo o varios fusionados. Agregado, una sola flor con carpelos separados. Múltiple, un grupo de flores llamado una inflorescencia. Un fruto accesorio contiene otras partes florales además del ovario.

Figure 38.10 Developmental origin of fruits Stigma Carpels Style Stamen Flower Petal Ovary Stamen Stamen Sepal Stigma Ovary (in receptacle) Ovule Ovule Pea flower Raspberry flower Pineapple inflorescence Apple flower Each segment develops from the carpel of one flower Remains of stamens and styles Carpel (fruitlet) Stigma Sepals Seed Ovary Stamen Figure 38.10 Developmental origin of fruits Seed Receptacle Pea fruit Raspberry fruit Pineapple fruit Apple fruit (a) Simple fruit (b) Aggregate fruit (c) Multiple fruit (d) Accessory fruit

Mecanismos de dispersión de frutos incluyen: Agua Aire Animales Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings

Coconut Dispersal by Water Fig. 38-11a Figure 38.11 Fruit and seed dispersal Coconut

Dandelion “parachute” Fig. 38-11b Dispersal by Wind Winged seed of Asian climbing gourd Dandelion “parachute” Figure 38.11 Fruit and seed dispersal Winged fruit of maple Tumbleweed

Dispersal by Animals Barbed fruit Seeds in feces Seeds carried to Fig. 38-11c Dispersal by Animals Barbed fruit Seeds in feces Figure 38.11 Fruit and seed dispersal Seeds carried to ant nest Seeds buried in caches

Mecanismos de reproducción asexual: Fragmentación, la separación de partes de la planta que se desarrollan en nuevas plantas es muy común. En algunas especies, una planta produce ramas adventicias que se convierten en pIantas separadas. Apomixis es la producción asexual de semillas a partir de células diploides sin que ocurra fecundación. La reproducción asexual puede ser beneficiosa en un ambiente estable. Pero hace las plantas vulnerables a extinción local si hay cambios ambientales. La reproducción sexual genera la variación genética que hace posible la adaptación evolutiva. Pero solo una fracción de las plántulas sobrevive.

Propagacion vegetativa y la agricultura: El hombre ha buscado formas de propagar asexualmente las angiospermas. La mayoría se basan en la habilidad de las plantas en formar raíces o ramas. Por la técnica de esquejes una rama o yema se injerta en una planta de una especie o variedad cercana. Esquejes de muchas plantas se pueden sembrar para producir nuevas plantas.

Clonación en tubos de ensayo Investigadores han creado técnicas in vitro para crear y clonar plantas. (a) Undifferentiated carrot cells (b) Differentiation into plant Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings

Modificación de cultivos por entrecruzamiento e ingeniería genética: El hombre ha intervenido en la reproducción de las plantas por miles de años. La capacidad de las plantas de hibridizar ha sido usada para introducir nuevos genes. Un ejemplo es el maíz, producto de selección artificial y uno de los mayores cultivos hoy día. Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings

Biotecnología en plantas: La biotecnología en plantas se refiere a dos cosas: Las innovaciones en plantas para hacer productos útiles de ellas. El uso de organismos genéticamente modificados para la agricultura e industria. Plantas Transgénicas (GM) son plantas que han sido modificadas para expresar un gen de otro organismo. Esta transferencia de genes no se limita a especies cercanas, ni siquiera a mismo grupo de organismos. Un uso de esta tecnología es aumentar la calidad y cantidad de alimentos mundialmente.

Ejemplos de usos para cultivos son: producir proteínas que los defiendan contra pestes; tolerar herbicidas; resistir enfermedades especificas. El arroz dorado es una variedad transgénica en desarrollo para atender la deficiencia de vitamina A en países pobres. Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings

El debate sobre la biotecnología: Algunos biólogos están preocupados sobre el efecto organismos GM en el medio ambiente. Algunas de las preocupaciones son: que se puedan transmitir alergenos de una fuente de genes a una planta usada como alimento; el posible efecto de estos cultivos GM en otros organismos. Quizás la preocupación mayor es la posibilidad de que genes introducidos puedan escaparse por hibridización natural Para prevenir esto, se está trabajando para introducir en los cultivos: esterilidad de polen, apomixis, transgenes en ADN de cloroplastos (no se transfieren por polen) y auto polinización estricta.