Reproduccin en angiospermas y Biotecnologa Algunas ventajas evolutivas
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. Stamen Anther Stigma Carpel Style Filament Ovary Sepal Petal Receptacle (a) Structure of an idealized flower
Fig. 38 -3 (b) Development of a female gametophyte (embryo sac) (a) Development of a male gametophyte (in pollen grain) Microsporangium (pollen sac) Megasporangium (2 n) Microsporocyte (2 n) Ovule MEIOSIS Megasporocyte (2 n) Integuments (2 n) Micropyle 4 microspores (n) Surviving megaspore (n) Generative cell (n) MITOSIS Male gametophyte Ovule 3 antipodal cells (n) 2 polar nuclei (n) Nucleus of Integuments (2 n) tube cell (n) 75 µm Ragweed pollen grain 100 µm 20 µm 1 egg (n) 2 synergids (n) Embryo sac Female gametophyte (embryo sac) Each of 4 microspores (n)
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.
Fig. 38 -4 a Abiotic Pollination by Wind Hazel staminate flowers (stamens only) Hazel carpellate flower (carpels only)
Fig. 38 -4 b Pollination by Bees Common dandelion under normal light Common dandelion under ultraviolet light
Fig. 38 -4 c Pollination by Moths and Butterflies Anther Stigma Moth on yucca flower
Fig. 38 -4 d Pollination by Flies Fly egg Blowfly on carrion flower
Fig. 38 -4 e Pollination by Birds Hummingbird drinking nectar of poro flower
Fig. 38 -4 f Pollination by Bats 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.
Fig. 38 -5 Stigma Pollen grain Pollen tube 2 sperm Style Ovary Ovule Micropyle Ovule Polar nuclei Egg Synergid 2 sperm Endosperm nucleus (3 n) (2 polar nuclei plus sperm) Zygote (2 n) (egg plus sperm) Polar nuclei Egg
Fig. 38 -7 Ovule Endosperm nucleus Integuments Zygote Terminal cell Basal cell Proembryo Suspensor Basal cell Cotyledons Shoot apex Root apex Suspensor Seed coat 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.
Fig. 38 -10 Carpels Stamen Flower Petal Stigma Style Ovary Stamen Sepal Stigma Pea flower Ovule Ovary (in receptacle) Ovule Raspberry flower Carpel (fruitlet) Seed Stigma Ovary Pineapple inflorescence Each segment develops from the carpel of one flower Apple flower Remains of stamens and styles Sepals Stamen Seed Receptacle Pea fruit (a) Simple fruit Raspberry fruit (b) Aggregate fruit Pineapple fruit (c) Multiple fruit Apple fruit (d) Accessory fruit
• Mecanismos de dispersión de frutos incluyen: – Agua – Aire – Animales Copyright © 2008 Pearson Education, Inc. , publishing as Pearson Benjamin Cummings
Fig. 38 -11 a Dispersal by Water Coconut
Fig. 38 -11 b Dispersal by Wind Winged seed of Asian climbing gourd Dandelion “parachute” Winged fruit of maple Tumbleweed
Fig. 38 -11 c Dispersal by Animals Barbed fruit Seeds carried to ant nest Seeds in feces 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 p. Iantas 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.
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