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Reino Plantae: División Gimnosperma

El gran salto

Las gimnospermas son plantas cuya importancia a nivel evolutivo es grandiosa. Son organismos que hacen algo que no hacen las plantas más primitivas: producir semillas.
Tal vez para ti eso no sea tan espectacular, porque puedes pensar que casi todas las plantas producen semillas. Pero las gimnospermas lo hicieron primero. Este tipo de plantas debe su nombre a que sus semillas crecen "desnudas", es decir no están protegidas por un fruto, como son las semillas de las angiospermas, que estudiaremos más adelante.

Características

Gimnosperma significa literalmente "semillas desnudas”. Son un grupo diverso, pero poseen características que agrupan a todos sus miembros:
  • Producen semillas desnudas
  • Poseen conos masculinos separados de los femeninos, pero en la mayoría de las especies, ambos sexos se presentan en la misma planta (a excepción de las Cicas). Cuando presentan esta característica, se dice que son especies monóicas.
  • En la gran mayoría, la polinización ocurre a través del viento.
  • Poseen traqueidas, es decir, células alargadas que permiten el transporte de agua y solutos en el sistema vascular.
  • Su fase dominante es el
    .
Bosque de coníferas.
Bosque de coníferas. Créditos: Eric Guinther CC BY-SA 3.0

Diversidad

Las gimnospermas están actualmente representadas por los pinos, las gnetidos, el ginko y las cicas . Actualmente cuenta con más de 800 especies descritas.
Ilustración con diferentes gimnospermas.
Ilustración de 1892 publicada en la Enciclopedia Brockhouse con variedades de gimnospermas. Crédito: Dominio público

Familia Cycadidae

Consideradas fósiles vivientes, las cicas o cicadas son gimnospermas con características primitivas (como anterozoos, o esperma móvil) y son dióicas, es decir, tienen individuos masculinos y femeninos por separado.
Se conocen registros fósiles desde el período Pérmico, llegando a ser muy abundantes. ¡Fueron alimento de los dinosaurios herbívoros!
Cyca revoluta.

Familia Ginkgoidae

Si bien fueron muy abundantes en otras eras, actualmente sólo sobrevive una única especie Gingko biloba que fue considerada por Darwin como un fósil viviente. Al igual que las Cycas, poseen características primitivas, como el esperma móvil.
Gyngko biloba
Fósil de hoja de Gyngko biloba. Créditos: Kevmin - Own work, CC BY-SA 3.0

Familia Gnetidae

Los gnetidos o gnetales son un grupo de gimnospermas que despiertan mucho interés entre los científicos, ya que parecen ser una etapa intermedia entre las gimnospermas y las angiospermas, porque presentan estructuras parecidas a las flores de las angiospermas y presentan doble fertilización.
Welwitschia mirabilis

Familia Pinidae

Las coníferas son, actualmente, la familia más abundante y exitosa de las gimnospermas, tanto desde un punto de vista ecológico como económico, ya que son una fuente importante de madera para la industria.
Si bien en la actualidad las angiospermas han desplazado en gran medida a las coníferas, aún quedan grandes extensiones de bosques de estos organismos, sobre todo en zonas cercanas al círculo polar, en donde otras plantas no soportan las condiciones climáticas.
Las coníferas son plantas perennifolias (que conservan su follaje todo el año). En contraste con las angiospermas, que pierden las hojas, los pinos y sus parientes las mantienen. Sus hojas duras con forma de aguja o escama, contienen anticongelantes e impiden la muerte celular durante los fríos inviernos.
Araucaria columnaris
Gigantescos ejemplares de Araucaria columnaris. Créditos: Public Domain

Ciclo de vida

Como ya sabes, las plantas presentan alternancia de generaciones. Los árboles que asocias con las gimnospermas son su esporofito diploide. Este esporofito, producirá esporas haploides por meiosis.
A partir de estas esporas, se genera el gametofito, de tamaño minúsculo, totalmente dependiente del esporofito.
Pero, ¿cómo se producen las esporas? tenemos que ver por separado los conos masculinos y femeninos.

La ruta masculina

Los conos masculinos están formados por numerosas hojas escamosas, llamadas microsporofilos que se disponen en espiral alrededor de un eje. Cada uno de ellos, tiene dos microesporangios, también llamados sacos polínicos, dentro de los cuales se generan los microsporocitos. Estos, por meiosis dan lugar a cuatro microsporas haploides, que no son otra cosa que los precursores de los granos de polen.
Conos masculinos
Conos masculinos. Créditos: Crusier CC BY-SA 3.0
Cada microspora se divide por mitosis dos veces, rodeada por una pared celular, y se forma un grano de polen que contiene cuatro células:
  • Dos células protálicas.
  • Una célula anteridial.
  • Una célula del tubo polínico.
En este estado son liberados y su dispersión se produce gracias al viento. Cada grano de polen es un gametofito masculino inmaduro.

La ruta femenina

Los conos femeninos son de mayor tamaño que los masculinos y son más complejos. Están formados también por hojas escamosas en espiral alrededor de un eje. En cada una de ellas se encuentra el macrosporangio (2n) que por meiosis formará una
llamada macrospora (n).
Conos femeninos.
Conos femeninos. Créditos:JLPC CC BY-SA 3.0
La macrospora por mitosis genera en su interior el gametofito femenino haploide, el cual también por mitosis produce los gametos femeninos. Es importante que sepas que en las plantas, el óvulo no es el gameto femenino (como en los animales), y que para las gimnospermas, el óvulo es la estructura formada por el macrosporangio, la macrospora, el gametofito y los gametos.

La fecundación

Como indicamos líneas arriba, los individuos son monóicos, es decir, presentan tanto conos femeninos como masculinos.
Una peculiaridad en las gimnospermas es que los conos femeninos están más arriba que los masculinos, y esto tiene por finalidad evitar la autofecundación y favorecer la fecundación cruzada, ya que el polen caerá y será llevado por el viento, lejos de los conos femeninos de su propio árbol.
Cuando los granos de polen entran en el cono femenino, este se cierra, para proteger la formación del embrión. El grano de polen entra en contacto con el óvulo y madura, generando una estructura llamada tubo polinífero.
La macrospora empieza a dividirse por mitosis, formando al gametofito femenino. De este se generan dos o tres
, que contienen un gameto femenino llamado oosfera cada uno. El resto del gametofito se transformará en el endosperma primario, que luego formará parte de la semilla.
Mientras tanto, la célula generativa del gametofito masculino se divide por mitosis para formar un pedúnculo y una espermatogena, que a su vez se divide en dos gametos, que viajan por el tubo polínico hacia el gametofito femenino, buscando fecundarlo.
La fecundación ocurre cuando el gameto masculino (n) se une a una de las ovocélulas (n) formando así un cigoto diploide (2n), a partir del cual se formará un embrión que crecerá y se nutrirá del gametofito femenino. Al madurar, el embrión (que es
) entra en un estado de latencia y se encontrará rodeado del endosperma y esporangio femenino, formando la semilla.
En condiciones adecuadas el embrión despierta de su latencia y la semilla germina, para dar lugar a un nuevo esporofito adulto.

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