L'heterospòria és un procés reproductiu que es produeix en plantes vasculars, com les falgueres i les plantes amb llavors, on es produeixen dos tipus d'espores: espores masculines (microspores) i espores femenines (megaspores). Aquestes espores es produeixen en estructures específiques, com els esporangis, i són responsables de la reproducció sexual de les plantes. L'heterospòria permet una major diversitat genètica en les plantes, la qual cosa resulta en una major adaptació al medi i la formació de noves generacions de plantes. Aquest procés reproductiu és fonamental per a l'evolució i la supervivència de les plantes vasculars.
Comprensió de l'heterospòria: què és i com funciona a les plantes?
L'heterospòria és un procés reproductiu que es produeix en algunes plantes, en el qual es produeixen dos tipus d'espores: espores masculines i espores femenines. Aquestes espores són les responsables de la reproducció de les plantes i presenten diferències morfològiques i funcionals.
Les espores masculines, també conegudes com a microsporangis, es produeixen en estructures anomenades microsporangis i són responsables de la producció de gàmetes masculins. Les espores femenines, o megasporangis, es produeixen en estructures anomenades megasporangis i són responsables de la producció de gàmetes femenins. Aquesta diferenciació d'espores és essencial per a la reproducció de plantes heterospores.
El procés d'heterospori en les plantes funciona de la següent manera: les espores masculines s'alliberen i es transporten a les estructures femenines, on es produeix la fecundació. Després de la fecundació, es forma un embrió que es desenvolupa en una nova planta. Aquest procés garanteix la diversitat genètica de les plantes i contribueix a la seva adaptació al medi.
Aquesta diferenciació d'espores és essencial per a la reproducció de les plantes i contribueix a la diversitat genètica i a l'adaptació de les espècies al medi.
Lloc de la fecundació en plantes heterospores: Òvul, estigma o carpel.
Les plantes heterospores tenen diferents estructures reproductives que tenen un paper específic en el procés de fecundació. La fecundació es produeix a l'òvul, que és l'estructura femenina responsable de rebre el gàmet masculí. L'estigma, al seu torn, és la part del carpel que rep el gra de pol·len, permetent la germinació i la formació del tub pol·línic que transporta els gàmets masculins a l'òvul.
En les plantes heterospores, la fecundació es produeix a l'òvul, que es troba dins del carpel. L'estigma, al seu torn, és la part del carpel que rep el gra de pol·len, permetent la germinació i la formació del tub pol·línic que porta els gàmetes masculins fins a l'òvul. Un cop el tub pol·línic arriba a l'òvul, es produeix la fecundació i la formació de l'embrió.
L'estigma juga un paper crucial en la recepció del gra de pol·len i la germinació del tub pol·línic. La interacció entre aquestes estructures és essencial per a la reproducció reeixida de les plantes heterospores.
Procés de reproducció dels pteridòfits: entendre com es produeix el cicle de reproducció d'aquestes plantes.
Els pteridòfits són plantes vasculars que es reprodueixen mitjançant un procés anomenat heterospori. Aquest procés reproductiu implica la formació de dos tipus d'espores: microspores i megaspores. Les microspores són espores masculines, mentre que les megaspores són espores femenines.
La reproducció dels pteridòfits comença amb l'alliberament d'espores de les estructures reproductores de la planta, anomenades esporangis. Les espores són dispersades pel vent o l'aigua i, si troben les condicions adequades, germinen i donen lloc a gametòfits masculins i femenins.
Els gametòfits masculins produeixen anterozoides, cèl·lules mòbils que són les responsables de fertilitzar els gametòfits femenins. La fecundació es produeix quan un anterozoide fertilitza un òvul, formant un zigot.
El zigot es desenvolupa en un esporòfit, que és la planta adulta dels pteridòfits. L'esporòfit produeix esporangis, on es produeix el procés d'heterospori, completant així el cicle reproductiu dels pteridòfits.
Heterospori: procés i reproducció
Quin és el mètode de reproducció de les falgueres?
Les falgueres són plantes que es reprodueixen mitjançant espores, en un procés anomenat esporulacióLes estructures reproductives de les falgueres són els sorus, situats a la part inferior de les fulles. Cada sor conté molts esporangis, que al seu torn produeixen espores.
Les falgueres són plantes heterosporós, és a dir, produeixen espores de dues mides diferents: microspores i megaspores. Les microspores donen lloc a gametòfits masculins, mentre que les megaspores es desenvolupen en gametòfits femenins.
Quan els sorus alliberen espores, el vent les porta fins que troben un lloc adequat per germinar. Els gametòfits masculins produeixen anterozoides, que neden cap als gametòfits femenins per fecundar-los. Després de la fecundació, es forma un zigot, que es desenvolupa en un nou esporòfit, continuant el cicle de vida de la falguera.
Heterospori: procés i reproducció
O heterospòria és el desenvolupament d'espores de dues mides i sexes diferents en els esporòfits de les plantes terrestres amb llavor, així com en certes molses i falgueres. L'espora més petita és la micròspora i és masculina, l'espora més gran és la megaspora i és femenina.
L'heterospòria apareix com un senyal evolutiu en algunes espècies vegetals durant el període Devonià d'isospòria, de manera autònoma. Aquest esdeveniment va ocórrer com una de les peces del procés evolutiu de diferenciació sexual.
La selecció natural és la causa del desenvolupament de l'heterospòria, ja que la pressió exercida pel medi ambient sobre l'espècie va estimular un augment de la mida del propàgul (qualsevol estructura de reproducció asexual o sexual).
Això va provocar un augment de la mida de les espores i, posteriorment, que les espècies produïssin microspores més petites i megaspores més grans.
En moltes ocasions, l'evolució de l'heterospòria va ser a partir de l'homosexualitat, però les espècies en què aquest esdeveniment va ocórrer per primera vegada ara estan extintes.
En les plantes heterospòriques, les que produeixen llavors són les més comunes i pròsperes, a més de ser el subgrup més nombrós.
El procés d'heterospori
Durant aquest procés, la megaspora evoluciona en un gametòfit femení, que només produeix òvuls. El gametòfit masculí produeix una microspora, que és més petita i només produeix espermatozoides.
Les megaspores es produeixen en petites quantitats dins dels megasporangis, i les microspores es produeixen en grans quantitats dins dels microsporangis. L'heterospori també influeix en l'esporòfit, que ha de produir dos tipus d'esporangis.
Les primeres plantes existents eren totes homòspores, però hi ha proves que l'heterosporià va aparèixer diverses vegades en els primers successors de les plantes rinòfites.
El fet que l'heterospori hagi aparegut en diverses ocasions suggereix que és un tret que proporciona avantatges de selecció. Posteriorment, les plantes es van especialitzar cada cop més en l'heterospori.
Tant les plantes vascularitzades (plantes que tenen arrels, tiges i fulles) que no tenen llavors, com les plantes no vascularitzades requereixen aigua en una de les etapes clau del seu cicle vital, ja que només a través de l'aigua els espermatozoides arriben a l'oosfera.
Microspores i megaspores
Les microspores són cèl·lules haploides (cèl·lules amb un únic conjunt de cromosomes al nucli) i en les espècies endospòriques inclouen el gametòfit masculí, que és transportat a les megaspores pel vent, els corrents d'aigua i altres vectors com els animals.
La majoria de les microspores no tenen flagels, és a dir, no es poden moure activament. Normalment tenen estructures externes de doble paret que envolten el citoplasma i el nucli central.
Les megàspores tenen megatòfits femenins en espècies de plantes heterospores i desenvolupen un arquegoni (òrgan sexual femení), que produeix òvuls que són fecundats per espermatozoides produïts al gametòfit masculí, originats a partir de la micròspora.
Com a conseqüència d'això, es produeix la formació d'un òvul diploide fecundat o zigot, que es desenvoluparà en l'embrió de l'esporòfit.
Quan les espècies són exosfòriques, les espores petites germinen per donar lloc a gametòfits masculins. Les espores més grans germinen per donar lloc a gametòfits femenins. Ambdues cèl·lules són de vida lliure.
En les espècies endospòriques, els gametòfits d'ambdós sexes són molt petits i es troben a la paret de les espores. Les megàspores i els megagametòfits es conserven i s'alimenten de la fase esporòfita.
En general, les espècies de plantes endoscòpiques són dioiques, és a dir, que hi ha individus mascles i femelles. Aquesta condició afavoreix l'encreuament. Per aquest motiu, les microspores i les megaspores es produeixen en esporangis (heterangis) separats.
Reproducció heterospòrica
L'heterospora és un procés crucial per a l'evolució i el desenvolupament de les plantes, tant extintes com existents. El manteniment de les megàspores i la disseminació de les microspores afavoreix i estimula les estratègies de dispersió i reproducció.
Aquesta capacitat d'adaptació a l'heterospòria augmenta considerablement l'èxit reproductiu, ja que és favorable tenir aquestes estratègies en qualsevol ambient o hàbitat.
L'heterospori impedeix l'autofecundació en un gametòfit, però no en els gametòfits originats pel mateix esporòfit d'aparellament. Aquest tipus d'autofecundació s'anomena autofecundació esporofítica i és comuna en les angiospermes.
Model de Haig-Westoby
Per entendre l'origen de l'heterospora, s'utilitza el model de Haig-Westoby, que estableix una relació entre la mida mínima de les espores i la reproducció amb èxit dels gametòfits bisexuals.
En el cas de la funció femenina, augmentar la mida mínima de les espores augmenta la probabilitat d'una reproducció reeixida. En el cas de la funció masculina, l'èxit reproductiu no es veu afectat per l'augment de la mida mínima de les espores.
El desenvolupament de les llavors és un dels processos més importants per a les plantes terrestres. S'estima que el conjunt de trets que determinen les capacitats de desenvolupament de les llavors està directament influenciat per les pressions selectives causades per aquests trets.
Es pot concloure que la majoria dels caràcters es produeixen per influència directa de l'aparició d'heterospòria i l'efecte de la selecció natural.
Referències
- Bateman, Richard M. i DiMichele, William A. (1994). Heterospòria: la innovació clau més iterativa en l'evolució de les plantes. Revisions biològiques , 345, 417.
- Haig, D. i Westoby, M. (1988). Un model per a l'origen de l'heterospòria. Revista de Biologia Teòrica , 257, 272.
- Haig, D. i Westoby, M. (1989). Forces selectives en l'aparició de l'hàbit de les llavors. Revista Biològica , 215, 238.
- Oxford-Complutense. (2000) Diccionari de ciències Madrid: Editorial Complutense.
- Petersen, K.B. i Bud, M. (2017). Per què va evolucionar l'heterospòria? Revisions biològiques , 1739, 1754.
- Sadava, DE, Purves, WH. (2009). Vida: La ciència de la biologia. Buenos Aires: Editorial Mèdica Panamericana.