Formacion de la semilla en las plantas
Pasos de la formación de semillas
La semilla, junto con el óvulo, está protegida por una cubierta de semilla que se forma a partir de los tegumentos del saco del óvulo. En las dicotiledóneas, la cubierta de la semilla se divide a su vez en una cubierta exterior, conocida como testa, y una cubierta interior, conocida como tegmen. El eje embrionario consta de tres partes: la plúmula, la radícula y el hipocótilo. La parte del embrión situada entre el punto de unión del cotiledón y la radícula se conoce como hipocótilo. El eje embrionario termina en una radícula, que es la región a partir de la cual se desarrollará la raíz.
En las angiospermas, el proceso de desarrollo de la semilla comienza con la doble fecundación e implica la fusión de los núcleos del óvulo y del espermatozoide en un cigoto. La segunda parte de este proceso es la fusión de los núcleos polares con un segundo núcleo de espermatozoide, formando así un endospermo primario. Inmediatamente después de la fecundación, el cigoto está casi inactivo, pero el endospermo primario se divide rápidamente para formar el tejido del endospermo. Este tejido se convierte en el alimento que la joven planta consumirá hasta que las raíces se hayan desarrollado tras la germinación. La cubierta de la semilla se forma a partir de los dos tegumentos o capas externas de células del óvulo, que derivan del tejido de la planta madre: el tegumento interno forma el tegmen y el externo la testa. Cuando la cubierta de la semilla se forma a partir de una sola capa, también se denomina testa, aunque no todas las testas son homólogas de una especie a otra.
Diagrama de formación de las semillas
El grupo de trabajo del Dr. Duarte Figueiredo estudia el desarrollo de las semillas en las plantas con flores, con el objetivo de comprender los mecanismos moleculares necesarios para la formación de un endospermo viable y su cubierta de semillas circundante. El grupo está particularmente interesado en la formación de semillas apomícticas, que pueden formarse asexualmente, sin requerir un genoma paterno. Para ello, el grupo de Figueiredo se basa en gran medida en enfoques de genética y biología molecular, así como en diversas técnicas de microscopía.
Una semilla en desarrollo contiene tres estructuras: el embrión, que forma la siguiente generación; el endospermo, que nutre al embrión; y la cubierta de la semilla, que protege al embrión y al endospermo. El grupo de Figueiredo está especialmente interesado en el desarrollo del endospermo y de la cubierta de la semilla. En la mayoría de las plantas con flores, o angiospermas, la formación de estas dos estructuras está estrechamente ligada a la fecundación. Esto significa que el genoma paterno, transportado por los espermatozoides del polen, es necesario para desencadenar el desarrollo de la semilla. Sin embargo, algunas especies de plantas, llamadas apomícticas, pueden desarrollar semillas sin requerir la fecundación por parte de los espermatozoides paternos. Aunque la apomixis se conoce desde hace muchas décadas y encierra un enorme potencial para las aplicaciones agrícolas, los mecanismos moleculares que permiten a los apomícticos producir semillas asexuales son todavía muy desconocidos.
Cómo se forman las semillas en las flores
«Entender este proceso es especialmente importante porque los cultivos alimentarios más comunes -como los cacahuetes, el maíz, el arroz y las fresas- son todos frutos y semillas derivados de las flores», dijo Zhongchi Liu, autor principal del estudio. «Saber cómo las plantas ‘deciden’ convertir parte de sus flores en frutos y semillas es crucial para la agricultura y nuestro suministro de alimentos».
En el estudio, Liu y su equipo pretendían descubrir cómo la fecundación -o polinización- desencadena que una planta en flor inicie el proceso de desarrollo del fruto. El equipo sospechaba que un sistema de comunicación interno era el responsable de indicar a la planta que desarrollara los frutos, pero los investigadores no estaban seguros de cómo se activaba ese sistema con la fecundación o la polinización.
Para averiguarlo, el equipo simuló los mecanismos de polinización y desarrollo del fruto utilizando plantas de fresa. Las fresas son especialmente adecuadas para el modelado de la fertilización debido a su estructura única y a la ubicación de las semillas.
Al ser una fruta «de dentro a fuera», las semillas de la fresa son mucho más fáciles de manipular y observar que las de otras frutas como el tomate», explicó Liu. «Esto nos facilitó la visualización de las semillas y la extracción de información genética de ellas en múltiples etapas del desarrollo de la planta».
Formación de semillas ppt
La puesta en marcha del desarrollo de las semillas en las plantas con flores (angiospermas) se inicia con el proceso de doble fecundación: dos gametos masculinos (espermatozoides) se fusionan con dos gametos femeninos (óvulo y célula central) para formar las células precursoras de los dos principales componentes de la semilla, el embrión y el endospermo, respectivamente. Los espermatozoides inmóviles son conducidos por el tubo polínico hacia el óvulo que alberga el gameto femenino mediante mecanismos de guía y atracción del tubo polínico específicos para cada especie. Después de que el tubo polínico se rompa dentro del gametofito femenino, los dos espermatozoides se fusionan con el óvulo y la célula central iniciando el desarrollo de la semilla. La célula central fecundada forma el endospermo, mientras que el óvulo fecundado, el cigoto, formará el embrión propiamente dicho y el suspensor. Esta última estructura conecta el embrión con los tejidos maternos esporofíticos de la semilla en desarrollo. Los mecanismos subyacentes de la doble fecundación están estrechamente regulados para asegurar la entrega de espermatozoides funcionales y la formación de ambos, un cigoto y un endospermo funcionales. En esta revisión discutiremos el estado actual de los conocimientos sobre los procesos de crecimiento dirigido del tubo polínico y su comunicación con las células sinérgicas que dan lugar al estallido del tubo polínico, la interacción de los cuatro gametos que conduce a la fusión celular y, finalmente, discutiremos los mecanismos por los que las plantas con flores evitan la entrada de múltiples espermatozoides (polispermia) para maximizar su éxito reproductivo.
