Apomixis para niños
En botánica, la apomixis es una forma especial de reproducción en las plantas que produce semillas sin necesidad de que ocurra la unión de células reproductoras (fecundación). Las plantas que se reproducen de esta manera se llaman plantas apomícticas. Sus semillas dan origen a nuevas plantas que son exactamente iguales a la planta madre.
Aunque la apomixis no permite la mezcla de características genéticas como en la reproducción común, tiene una gran ventaja. Permite que las plantas que ya están muy bien adaptadas a su entorno sigan produciendo descendientes idénticos. Además, como las semillas se dispersan, las nuevas plantas pueden crecer en lugares diferentes y explorar nuevos ambientes, sin competir con la planta madre.
Contenido
¿Cómo se descubrió la apomixis?
La apomixis se observó por primera vez en 1841. Esto ocurrió con una planta australiana llamada Alchornea ilicifolia en los Jardines Botánicos de Kew en Londres. Era una planta femenina que, estando sola, floreció y produjo muchas semillas. Esto demostró que podía crear semillas sin la necesidad de polen de otra planta.
Curiosamente, Gregor Mendel, famoso por sus estudios sobre la herencia en las arvejas, también trabajó con plantas apomícticas sin saberlo. Usó especies del género Hieracium para sus experimentos. Él notó que no había la mezcla de características que esperaba y lo atribuyó a una "autopolinización frecuente". Hoy sabemos que muchas especies de este género son apomícticas.
¿Cómo funciona la reproducción en las plantas?
Para entender la apomixis, primero hay que saber cómo se reproducen normalmente las plantas con flores.
El ciclo de vida de las plantas
Las plantas tienen un ciclo de vida que alterna entre dos etapas:
- El esporófito: Es la planta que vemos, con sus hojas, tallos y flores. Sus células tienen un número completo de cromosomas (diploides).
- El gametófito: Son estructuras muy pequeñas, como el grano de polen (masculino) y el saco embrionario (femenino). Sus células tienen la mitad de cromosomas (haploides).
En las flores, ocurre un proceso llamado meiosis. Este proceso reduce a la mitad el número de cromosomas y crea células especiales llamadas esporas. Las esporas femeninas se forman en el ovario y las masculinas en las anteras.
La espora femenina se convierte en el saco embrionario, que contiene varias células, incluyendo la oósfera (la célula femenina). Las esporas masculinas se convierten en los granos de polen, que contienen las células masculinas.
La doble fecundación
En las angiospermas (plantas con flores), la formación de la semilla implica un proceso único llamado doble fecundación:
- Unión de células: Una célula masculina del polen se une con la oósfera (célula femenina) para formar el cigoto. De este cigoto se desarrolla el embrión de la nueva planta.
- Formación del alimento: Otra célula masculina se une con la célula central del saco embrionario para formar el endosperma. El endosperma es el tejido que nutre al embrión dentro de la semilla.
Este proceso de doble fecundación y la meiosis aseguran que cada nueva planta sea diferente de sus padres, mezclando sus características genéticas.
¿Cómo evita la apomixis la reproducción común?
La apomixis es diferente porque evita la meiosis (reducción de cromosomas) y la fecundación. Así, el óvulo desarrolla una semilla cuyo embrión es genéticamente idéntico a la planta madre.
Los embriones apomícticos pueden formarse de dos maneras principales:
Embrionía adventicia
En este tipo, los embriones nacen directamente de células normales (somáticas) del óvulo, sin que se forme un saco embrionario especial. Es común en los cítricos.
Apomixis gametofítica
Aquí sí se forman sacos embrionarios, pero son diferentes de los que se forman en la reproducción común. La principal diferencia es que sus células son diploides (tienen el número completo de cromosomas), porque no han pasado por la meiosis. Por eso, a este proceso se le llama apomeiosis ("sin meiosis").
Dentro de la apomixis gametofítica, hay dos tipos:
- Diplosporía: El saco embrionario se forma directamente de la célula madre de la espora femenina, sin meiosis.
- Aposporía: El saco embrionario se forma de una célula normal que rodea a la célula madre de la espora femenina.
En ambos casos, la oósfera (célula femenina) es diploide y se desarrolla directamente en un embrión sin necesidad de fecundación. Esto se llama partenogénesis.
A veces, en la apomixis gametofítica, aunque el embrión se forma sin fecundación, el endosperma (el alimento del embrión) sí necesita que una célula masculina se una a los núcleos polares del saco embrionario. A este proceso se le llama pseudogamia.
En resumen, los tipos de apomixis son:
- Diplosporía: La célula madre del saco embrionario se convierte directamente en un embrión diploide.
- Aposporía: El saco embrionario se origina de una célula normal (somática) del óvulo, y el embrión es diploide.
- Embrionía adventicia: El embrión se desarrolla directamente de células del óvulo, sin formar un saco embrionario.
Un caso especial es el ciprés de Sáhara (Cupressus dupreziana), donde el embrión se forma solo a partir del material genético del polen (progenitor masculino), sin contribución de la planta femenina.
¿Dónde se encuentra la apomixis?
La apomixis es muy común en ciertas familias de plantas, como las poáceas (pastos), las rosáceas (rosas, zarzas) y las compuestas (margaritas, dientes de león).
En muchas especies de compuestas, la apomixis es la única forma de reproducción. En otras familias, como las poáceas y rosáceas, la apomixis y la reproducción común pueden ocurrir al mismo tiempo en la misma planta. Esto se llama apomixis facultativa.
Algunos ejemplos de géneros con especies apomícticas son:
- En las compuestas: Achillea, Crepis, Hieracium, Taraxacum (diente de león), Conyza, Eupatorium, Erigeron, Brachycome, Parthenium y Árnica.
- En las gramíneas: Poa, Capillipedium, Heteropogon, Themeda, Sorghum, Bothriochloa, Dichanthium, Cenchrus, Setaria y Paspalum.
En algunos lugares, la mayoría de las especies se reproducen por apomixis facultativa. Por ejemplo, en la flora británica, el 60% de las plantas pueden reproducirse sin semillas, y el 25% de ellas son apomícticas facultativas. Esto les permite dispersarse y evitar competir con sus plantas madre.
¿Cómo se clasifican las plantas apomícticas?
Como las plantas apomícticas son genéticamente idénticas de una generación a otra, cada individuo tiene las características de su especie. Sin embargo, las diferencias entre ellas pueden ser muy pequeñas. Por eso, a menudo se les llama microespecies.
En algunos géneros, se pueden identificar y nombrar cientos o incluso miles de microespecies. Estas se agrupan en lo que se conoce como un agregado de especies. Un ejemplo famoso es la zarza (Rubus fruticosus agg.). Otros ejemplos son el espino albar (Crataegus), los serbales (Sorbus), y el diente de león (Taraxacum).
Las zarzas europeas son un buen ejemplo de cómo se estudian estos grupos. Solo se conocen seis especies diploides y que se reproducen de forma común dentro de este grupo. Casi todas las demás zarzas europeas son poliploides (tienen más de dos juegos de cromosomas) y apomícticas. Existen muchísimos tipos de ellas, y solo algunos han sido descritos formalmente como especies. Los demás son híbridos que surgen de forma natural y se mantienen gracias a la apomixis.
Esto demuestra que hay un equilibrio dinámico entre la apomixis y la formación de híbridos, lo que ha creado y sigue creando la gran diversidad de zarzas en Europa.
¿Por qué evolucionó la apomixis?
La apomixis ha surgido de forma independiente varias veces en la evolución de las plantas con flores. Se ha observado que las especies apomícticas suelen ser plantas perennes (que viven muchos años) y provienen de ancestros que se reproducían de forma común. También se ha visto que la apomixis a menudo está relacionada con la formación de híbridos entre diferentes especies y con la poliploidía (tener más de dos juegos de cromosomas).
Una teoría importante es que la apomixis es una forma de "escapar" de la esterilidad en poblaciones que de otra manera no podrían reproducirse. Esto es común en híbridos entre especies diferentes, que a menudo tienen problemas para formar células reproductoras viables. La apomixis les permite asegurar su reproducción y dispersión a través de semillas.
Desde un punto de vista ecológico, las especies apomícticas suelen encontrarse en hábitats alterados y son muy buenas colonizadoras. Esto se debe a que no necesitan la presencia de otras plantas de su misma especie para dejar descendencia.
Algunos científicos, como Jens Christian Clausen, sugirieron que la apomixis, especialmente la facultativa (cuando se combina con la reproducción común), no siempre lleva a una pérdida de diversidad genética. Él pensó que una combinación de reproducción común (que crea nuevas combinaciones genéticas) y apomixis (que permite producir un número ilimitado de las combinaciones más exitosas) podría incluso aumentar la capacidad de una especie para adaptarse y evolucionar.
Galería de imágenes
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La apomixis es un modo de reproducción muy frecuente entre las angiospermas. El popular «diente de león» (Taraxacum officinale) es una especie apomíctica.
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Véase también
En inglés: Apomixis Facts for Kids
