Gametogenesis en Plantas

GAMETOGENESIS EN PLANTAS. POLINIZACIÓN FERTILIZACION. En plantas superiores los gametos masculino y femenino (grano de polen y óvulo) respectivamente se localizan dentro de los gametófitos masculinos y femenino (saco embrionario) que se forman dentro de unas estructuras denominadas micro y macroesporangios respectivamente. Estas estructuras se hallan en la flor que forma parte de la generación esporofítica (2n o diploide). Esta generación es el resultado de la fecundación de la gameta femenina (óvulo, n o haploide) contenida en el saco embrionario o gametofito femenino con el grano de polen (n, haploide) alojado en el gametofito masculino. El ciclo de vida de las plantas superiores se caracteriza por la alternancia de generaciones (esporofítica versus gametofítica). La generación esporofítica, diploide o 2n se caracteriza porque todos los órganos y tejidos de la planta son diploides (2n). La parte masculina de la flor está representada por los estambres formados éstos por el filamento y la antera respectivamente, en tanto que, la parte femenina la constituye el gineceo cuyas partes son: estigma, estilo, y ovario. En las anteras y dentro de sus tecas se localizan los microesporangios, estructuras en las que por meiosis se forman los granos de polen o gametas masculinas (n, haploides ) a partir de las Células Madres de las Microsporas (CMMi) o Granos de Polen. (CMGP)

Estos granos de polen son traslados por el viento o por insectos hasta el estigma de la flor donde se hidratan, germinan.y sufren una mitosis que da origen a dos núcleos haploides genéticamente iguales: el núcleo vegetativo y el núcleo reproductivo. El primero es el responsable de la formación de un tubo polínico o gametofito masculino que atraviesa el estilo del gineceo con el propósito de llegar al óvulo y que contiene en su interior al núcleo reproductivo. Este último sufrirá una nueva mitosis y dará lugar a dos núcleos que intervendrán en el proceso de fertilización. La gameta femenina (óvulo: n haploide) se forma a partir de una célula del megaesporangio. Dicha célula (Célula Madre de la Megáspora. CMM) sufre meiosis. y da origen a cuatro productos meióticos, haploides) de los cuales tres degeneran. El núcleo que sobrevive sufre tres divisiones mitóticas sucesivas y da origen a una estructura llamada gametofito femenino ó saco embrionario que contienen ocho núcleos haploides genéticamente iguales, uno de los cuales es el óvulo.

Como puede verse, las generaciones gametofíticas masculinas y femeninas (haploides) están contenida dentro de la generación esporofítica (2n) por lo que se dice que las primeras son parásitas en el espacio y en el tiempo de la segunda. Como consecuencia de la fecundación de la gameta femenina u óvulo contenida en el gametofito femenino o saco embrionario por la gameta masculina contenida en el gametofito masculino se forma el embrión 2n que al germinar da origen a la generación esporofítica. Gametogénesis femenina:

Gametogénesis masculina.

La fertilización en Angiospermas es doble. Uno de los dos núcleos (haploide) del gametofito masculino fecunda a la ovocélula (célula huevo haploide) formando un cigoto (diploide, 2n) que por mitosis dará lugar al embrión. El otro núcleo se une a los dos núcleos polares (cada uno de ellos haploide) del gametofito femenino y forma el endospermo (triploide, 3n) tejido nutricio a partir del cual se desarrollará el embrión en sus primeras etapas de desarrollo.

Referencias: http://www.howe.k12.ok.us/~jimaskew/botzo/botfertl.htm http://www.howe.k12.ok.us/~jimaskew/botzo/botpolen.htm

Ciclos de vida. Gametogénesis en las plantas. Microesporogénesis. Megaesporogénesis. Fecundación. Gametogénesis animal. En machos. En hembras. Gametogénesis en organismos haploides. CICLOS DE VIDA

Vamos a dividir los ciclos de vida en dos, los de las plantas y los de los animales. Tendremos en cuenta sólamente a las

plantas superiores que producen flores, llamadas angiospermas y a los animales superiores del órden de los mamíferos, entre los cuales incluímos al hombre.

Estos ciclos biológicos variarán en distinta proporción cuando se trata de plantas o animales inferiores, como ser los musgos, protozoarios, algas y hongos. GAMETOGENESIS EN LAS PLANTAS En las plantas, los productos que intervienen en la fecundación son las esporas. Debemos distinguir entre la gametogénesis que ocurre en la parte masculina de la flor, llamada microesporogénesis, que dará como resultado esporas reproductivas llamadas granos de pólen, de la megagametogénesis, proceso de gametogénesis en la parte femenina de la flor u ovario, que dará como resultado el megagametofito o saco embrionario maduro. Ambos procesos, tanto el que se realiza en la parte masculina de la flor como aquel que se realiza en la parte femenina, provienen de la realización de divisiones celulares en células de tejidos diferenciados. A partir de la meiosis y con

posteriores mitosis u otros procesos se obtendrán los productos finales que luego intervendrán directamente en la fecundación y por lo tanto en la formación de un nuevo individuo. A) microesporogénesis En la parte masculina de la flor de una planta, supongamos en la panoja de una planta de maíz, a partir de una célula madre de las micrósporas, (microesporocito) y luego de una meiosis se obtienen 4 micrósporas, que debido a que son producto de una meiosis serán haploides. Estas micrósporas sufren dos mitosis sucesivas. En la primera, el núcleo que es haploide, forma dos nuevos núcleos, denominados núcleo generativo y núcleo del tubo o tubular. En una posterior mitosis, el núcleo generativo se divide dando dos núcleos llamados ahora núcleos espermáticos.

Como producto de la microesporogénesis se obtuvieron esporas masculinas a partir de las cuales derivan los gametofitos masculinos llamados granos de pólen, que en su interior llevan citoplasma y 3 núcleos haploides. B) megaesporogénesis En la parte femenina de la flor, en nuestro caso donde se forma la espiga, ocurre algo similar a lo anteriormente visto para la parte masculina, pero con algunas variaciones. A partir de las células madres de las megásporas en el tejido germinal femenino se forman, luego de una división meiótica, cuatro células haploides (megásporas). De éstas una sola sobrevive y se transforma, luego de tres divisiones mitóticas, en ocho núcleos haploides dentro de una célula que ahora se denomina saco embrionario u óvulo. Estos ocho núcleos se ubican en distintas posiciones dentro del saco embrionario de acuerdo a la función que les corresponderá posteriormente. Así un núcleo, denominado núcleo del huevo u oósfera se ubica junto con otros dos, las sinérgidas, en el extremo cercano al micrópilo por donde penetrará, al momento de la fecundación, el tubo polínico. Otros tres núcleos se ubican al extremo opuesto y forman las antípodas. Los restantes dos núcleos haploides se fusionan para dar origen a un núcleo diploide o núcleo de fusión, al centro del óvulo o saco embrionario. C) fecundación Al momento de la fecundación, el núcleo del tubo del grano de pólen (espora masculina) emite el tubo polínico, cuya función es la de llegar hasta el micrópilo del óvulo (espora femenina) para llevar los dos núcleos espermáticos. Uno de estos núcleos se une con el núcleo de fusión dando origen a un núcleo triploide que, posteriormente, dará origen a los tejidos aleurónicos y endospérmicos de la nueva semilla. Por el otro lado, el otro núcleo espermático se une con la oósfera para dar origen al embrión de la semilla. Las sinérgidas y las antípodas estarían involucradas en los primeros estadíos de crecimiento del embrión y de la semilla. La semilla ya está formada y luego de la germinación dará origen a una nueva planta que cerrará el ciclo de alternancia de generaciones, una esporofítica diploide, representada por la planta que produce esporas y una gametofítica en donde las esporas se transforman en gametofitos, que generan gametos cuya unión reestablece la forma esporofítica y así sucesivamente. GAMETOGENESIS ANIMAL Así como acabamos de ver la gametogénesis en las plantas, en los mamíferos sucede algo similar. Por un lado debemos considerar la gametogénesis en el sexo masculino que producirá los espermatogonios y por el otro la formación del óvulo a través del proceso de gametogénesis en el sexo femenino. a) macho

En el interior de los testículos se encuentra una capa de células diploides llamadas espermatogonios. Por mitosis estas células producen los espermatocitos primarios también diploides, los que luego de sufrir la primera división meiótica darán origen a los espermatocitos secundarios y posteriormente a las espermátides como producto de la segunda división meiótica y por lo tanto haploides. Por un proceso de maduración las espermátides formarán cuatro espermatozoides también haploides. b) hembra En las gónadas femeninas sucede algo similar para llegar a la formación del gameto u óvulo. Las células primordiales son los oogonios, que darán origen, por mitosis, a los oocitos primarios siempre diploides. Estos oocitos sufren una división meiótica. Como producto de la primera división se forma un oocito secundario y un corpúsculo polar. El oocito secundario, prosiguiendo con la meiosis, dará lugar, a una oótide y un segundo corpúsculo polar y el corpúsculo polar anterior dará origen a otros dos corpúsculos polares secundarios. La oótide madurará en el óvulo haploide y los corpúsculos polares degenerarán.

Al momento de la fecundación los espermatozoides acarreados por el esperma llegan hasta el óvulo, lo penetran y los núcleos haploides femenino y masculino se unen para dar origen al cigoto diploide que por posteriores divisiones mitóticas formará un nuevo individuo. Al momento de la fecundación del óvulo con el espermatozoide se forma el cigoto o célula huevo que seguirá su camino hasta la formación de un individuo adulto. Puede ocurrir que las primeras dos células, productos de la primer mitosis, sigan desarrollándose como individuos separados. Se formarán, por lo tanto, dos individuos iguales, siempre del mismo sexo, grupo sanguíneo, etc. y de carácterísticas genéticas idénticas, llamados gemelos o mellizos univitelinos.

Los gemelos nacen genéticamente idénticos y luego las causas externas podrán influir de una manera diferente sobre cada uno de ellos. Con respecto a los mellizos, éstos son producto de la fecundación de dos o más óvulos por distintos espermatozoides, pueden ser de distinto sexo, grupo sanguíneo, color de pelo, etc. como cualquier hermano, sólo que han compartido el mismo momento de gestación y nacimiento. GAMETOGENESIS EN ORGANISMOS HAPLOIDES En muchos organismos haploides, como son muchas algas verdes y rojas y muchos hongos, la fecundación origina un cigoto diploide en el cual ocurre una meiosis formadora de esporas, en las que se ha restablecido el número haploide de cromosomas carácterístico de la especie. A partir de estas esporas se forman los nuevos individuos adultos que producirán esporas haploides que intervendrán en la fecundación reiniciando el ciclo, como se puede ver en el gráfico.