¿Qué es la megasporogénesis?
La megasporogénesis es un proceso de reproducción sexual en plantas angiospermas y gimnospermas en el que se forman megasporas. Este proceso implica divisiones celulares reduccionales (meióticas) en donde el tejido ovárico y las células madres de la planta, dan lugar a los sacos embrionarios o también llamados gametofitos femeninos.
El proceso de formación de esporas es fundamental en la reproducción sexual de las plantas. El estudio de este y otros tipos de procesos embriológicos, permite conocer aspectos evolutivos y taxonómicos de las plantas superiores.
El conocimiento del proceso de megasporogénesis es utilizado para comprender la reproducción y lograr el mejoramiento genético de muchas plantas con alto interés comercial, a fin de obtener ciclos de siembra exitosos.
Descripción del proceso de megasporogénesis
En angiospermas
Las angiospermas son el grupo de organismos con mayor extensión y diversidad entre las plantas. Se caracterizan principalmente por producir flores y frutos con semillas, tienen una gran plasticidad de formas y se han adaptado a vivir en casi cualquier lugar del planeta.
Desde el punto de vista filogenético, este grupo de plantas es monofilético, lo que indica que todas las especies tienen un ancestro en común y, por lo tanto, su clasificación es natural.
En este grupo de plantas la megasporogénesis comienza en el tejido ovárico. La célula madre de las megasporas, mediante dos procesos de división meiótica (I y II), formará cuatro núcleos o megasporas haploides (con la mitad de la carga genética).
De estas cuatro megasporas, las tres más grandes o superiores se degenerarán o sufrirán muerte celular, mientras que la más pequeña o inferior se convertirá en una megaspora funcional.
La megaspora funcional dará origen al saco embrionario o megagametofito (gameto femenino). Para formar el saco embrionario, deben ocurrir tres divisiones mitóticas más, que formarán ocho núcleos, dando origen al saco embrionario.
En este grupo de plantas se conocen al menos tres patrones de megasporogénesis:
Polygonum o monoespórico
Este ocurre en la mayoría de las plantas angiospermas. En este proceso o modelo se forma una placa de células tras la división celular meiótica I y II, dando origen a cuatro megasporas con un solo núcleo cada una (uninucleadas), de las cuales tres se degenerarán como fue indicado en el proceso general anterior, donde se forma el saco embrionario.
Alisma o bispórico
En este modelo se forma una placa celular tras la división celular meiótica I, pero no de la meiosis II, dando origen a dos megasporas binucleadas (dos núcleos cada una), en las que solo una sufre muerte celular y la otra dará origen al saco embrionario.
Drusa o tetraspórico
En este patrón no se forma una placa celular tras las divisiones celulares meioticas I y II, lo que da origen a una megaspora con cuatro núcleos (tetranucleada).
En gimnospermas
Las gimnospermas son una plantas longevas, capaces de alcanzar gran tamaño. Se caracterizan por presentar flores muy pequeñas y no muy vistosas, no presentan frutos, y sus semillas están desnudas. Los pinos y abetos, por ejemplo, son plantas gimnospermas.
Este grupo de plantas filogenéticamente es considerado polifilético, es decir que las especies que lo conforman no descienden de un mismo ancestro común. Así pues, es un grupo no natural.
La megasporogénesis en este tipo de plantas también comienza, al igual que en las angiospermas, con una célula madre de las megasporas, que por procesos de división celular meióticos produce cuatro células haploides (megasporas) de forma lineal.
De las cuatro megasporas formadas solo una será funcional y formará el gametofito femenino (saco embrionario); dicho gametofito femenino consiste en un tejido en el que se han formado 2 o 3 estructuras llamadas arquegonios (dependiendo de la especie), típicos de algunas gimnospermas como los pinos.
En estos arquegonios ocurrirá otra división mitótica para formar una ovocélula voluminosa por cada arquegonio. Esta última etapa va a variar entre las especies de gimnospermas. Los arquegonios dejan unas aberturas u orficios por los cuales entrará el gametofito masculino.
En estas plantas este proceso puede tardar varios meses en completarse, mientras que en las angiospermas, por su parte, puede tardar solo horas o días.
Aplicaciones de las investigaciones
Taxonomía y sistemática
Los estudios de megasporogénesis han sido de gran utilidad para diferenciar grupos taxonómicos en todo el mundo; por ejemplo, los estudios en plantas ornamentales de los géneros Crinum, Haemanthus e Hymenocallis.
Agricultura
Muchos han sido los estudios realizados en embriología, en especial gametogénesis de plantas de interés comercial, tales como el arroz, la papa, el maíz, el trigo la soya, entre muchas otras.
Estos estudios permitieron determinar las condiciones ideales para renovar cultivos y conocer con mayor certeza los tiempos de sincronización entre los gametos, fecundación y desarrollo del embrión, mejorando en consecuencia el conocimiento y la tecnología aplicable a los diferentes cultivos.
Genética
Los intentos para lograr el mejoramiento genético de las plantas, muchas veces traen consigo como resultado la esterilidad de estas. Los estudios de megasporogénesis y otros análisis embriológicos, buscan develar qué ocurre en el proceso reproductivo, y cuál es la causa por la cual los embriones no son viables.
Por ejemplo, un estudio publicado por la FAO en 1985, demostró que ciertos clones de papas eran estériles, y el análisis de la microsporogénesis y megasporogénesis permitió concluir que el tepetum y el endotelio habían perdido su actividad funcional o fisiológica.
Referencias
- Morfología de las plantas vasculares. Tema 23, Reproducción y polinización. Recuperado de biologia.edu.ar.
- Sexual Reproduction in Gymnosperms. Lumen. Recuperado de courses.lumenlearning.com.