Una batalla milenaria

Esporofito de Equisetum arvense, un equiseto que crece en márgenes de ríos y masas de agua. Sus hojas vestigiales han quedado reducidas a pequeños verticilos de color negro y sin capacidad fotosintética alrededor del tallo. Estuario del río Bann, Portstewart (Irlanda del Norte)
Esporofito de Equisetum arvense, un equiseto que crece en márgenes de ríos y masas de agua. Sus hojas vestigiales han quedado reducidas a pequeños verticilos de color negro y sin capacidad fotosintética alrededor del tallo. Estuario del río Bann, Portstewart (Irlanda del Norte)



¿Por qué hay plantas que utilizan esporas y otras semillas? ¿Qué sistema es mejor?

Desde su origen, los vegetales nos llevan unos cientos de millones de años de ventaja a los animales en esto de colonizar el planeta y han tenido mucho más tiempo de experimentar con diferentes estrategias reproductivas, algunas fallidas y otras exitosas incluso durante algunos millones de años. Pero la mayor parte de ellas se vieron superadas ante la nuevas tácticas que se iban sucediendo en el reino vegetal. El registro fósil y la filogenia nos cuentan cómo ocurrió así entre los vegetales una lenta pero incesante batalla por el dominio del planeta a lo largo de la cual colonizaron el mar y la tierra emergida adaptándose y transformando el planeta a sus necesidades.

Durante su avance desde los océanos hacia el medio terrestre, se enfrentaron a nuevas amenazas para su supervivencia. En este nuevo entorno la radiación ultravioleta del Sol, más directa que en sus océanos de origen, era capaz de degradar el material genético de sus gametos y la falta de agua podría deshidratar sus embriones. Si querían asegurar la reproducción sexual y la supervivencia de la especie, ni los gametos ni los embriones podían ser liberados al medio sin más, sino que debían protegerlos mediante estructuras que asegurasen su viabilidad y dispersión.
En un punto de esta carrera por la supervivencia, a finales del Devónico (hace unos 400 millones de años) hicieron aparición los primeros representantes de uno de aquellos grupos de plantas pioneras en la colonización terrestre cuyos descendientes han conseguido llegar hasta nuestros días: los equisetos (cl. Equisetopsida). Aunque hoy en día tengan una representación mínima entre los vegetales del planeta y no llamen demasiado nuestra atención puesto que no suelen sobrepasar el metro de altura, estas plantas tuvieron su momento de máximo esplendor hacia el Carbonífero, alrededor de 350 millones de años atrás, cuando formaban bosques de hasta 20 metros de altura.

Para superar aquellas condiciones tan hostiles, antes de la existencia del polen para proteger los gametos y de las semillas para proteger los embriones, los equisetos como otras plantas del grupo de los helechos (Div. Monilophyta) recurrieron a las esporas como método de dispersión.
Pero ¿qué hay dentro de una espora? Pues ni gametos ni embriones.

Esporangios en el extremo apical del tallo de Equisetum arvense. En ellos se generan las esporas que serán liberadas al medio para dar lugar al gametofito.
Esporangios en el extremo apical del tallo de Equisetum arvense. En ellos se generan las esporas que serán liberadas al medio para dar lugar al gametofito.


Todos los seres vivos con reproducción sexual tienen en algún momento de su vida células con un sólo juego de cromosomas o haploides (n); y células con dos juegos de cromosomas o diploides (2n). En función de cual de éstas formas celulares predomina en su ciclo vital, éste puede ser haplonte, como es el caso de muchas algas, en las que casi todo el ciclo lo forman células haploides; o diplonte, como es nuestro caso, ya que todas las células de nuestro organismo son dipliodes a excepción de los gametos que son haploides.
Y aún existe un caso más. Las plantas vasculares, como los equisetos de esta entrada o las angiospermas tienen un ciclo de vida que se considera haplodiplonte, pues dentro de una misma generación se alternan individuos haploides y diploides, que no pueden existir el uno sin el otro.

El individuo que habitualmente vemos, tiene sus células diploides (2n), recibe el nombre de esporofito y su finalidad es producir las esporas. El otro individuo, prácticamente invisible a nuestros ojos, es el gametofito. Tiene todas sus células haploides (n) y su función es producir gametos para que pueda ocurrir la reproducción sexual y el intercambio genético.

(Esta imagen ilustra lo que viene a continuación, comenzando desde el esporofito).
Cuando vemos un equiseto, un helecho, o incluso un árbol, en realidad sólo estamos viendo el esporofito de la especie, que supone la mitad de su ciclo. Toda esa estructura tiene como única finalidad formar los esporangios como los que vemos en las fotografías (o como esas estrucuras marrones en el envés de los frondes de los helechos). En estos esporangios ocurre una meiosis que dividirá las células diploides (2n) y sus núcleos para dar lugar a unas células haploides (n), las esporas.
Cuando esas esporas son liberadas y caen en un lugar apropiado, más o menos alejadas de la planta madre, empiezan a formar unas raicillas llamadas rizoides, y una pequeñísima lámina de forma acorazonada que crecerá a ras de suelo o incluso bajo tierra (el caso de las gimnospermas y angiospermas es diferente y las esporas nunca llegan a liberarse). En el caso de los equisetos esta lámina contiene clorofila, que le permite realizar la fotosíntesis. Esta diminuta y frágil estructura, con todas sus células haploides producidas a partir de una sola espora, es el gametofito y se encarga de la otra mitad del ciclo: la importantísima misión de formar los gametos.
Cuando el gametofito alcanza unos pocos milímetros de tamaño, en su superficie comienza a formar dos tipos de estructuras: los arquegonios, con forma de cavidad dentro de la cual se generan los gametos femeninos, esféricos e inmóviles; y los anteridios, que generan y liberan los gametos masculinos. Esos gametos masculinos (n) poseen unos flagelos que les permiten desplazarse y "nadar" por superficies húmedas hasta alcanzar los arquegonios, en los que se encontrarán con los gametos femeninos (n) con los que deberán fusionar su núcleo y mezclar sus genes para dar lugar a un cigoto, que volverá por lo tanto a ser diploide (2n). Ese cigoto se comenzará a desarrollar, protegido dentro del mismo arquegonio, formando un embrión que pronto generará sus propias raíces para captar nutrientes y su propio tallo con clorofila para realizar la fotosíntesis, dando lugar así a un nuevo esporofito y cerrando el ciclo. Cumplida su misión, el gametofito, ese diminuto individuo que produjo los gametos y dio protección al embrión durante sus primeros momentos, se degradará hasta desaparecer.

Este ciclo de vida, pionero en su momento pero ahora algo obsoleto, sirvió a los equisetos para encabezar la colonización del planeta durante el Carbonífero, hace 350 m.a. Pero a finales de ese periodo, hace 300 m.a, un grupo mucho más especializado dio sus primeros pasos para ganar esa batalla. También forman esporas, pero no las liberan al medio, sino que sus microscópicos gametofitos se desarrollan protegidos sobre el mismo esporofito materno. Con sus gametos capaces de viajar por el aire o por medio de animales y sus embriones encapsulados en semillas que los protegen y dispersan, las fanerógamas (div. Spermatophyta) llegaron para quedarse y dominar el medio terrestre.

Así que la próxima vez que nos encontremos con un helecho o un equiseto, no estaría de más pararse a observar los esporangios (que aparecen entre primavera y otoño) y pensar que en el suelo de nuestro alrededor probablemente estén creciendo diminutos gametofitos que si tienen éxito engendrarán la siguiente generación de estas plantas tan especiales.

Y de propina...
A pesar de que los equisetos actuales no alcancen un tamaño tan impresionante como sus parientes del Carbonífero que formaban bosques, existe una especie que crece en América Central y Sudamérica, Equisetum giganteum, cuyos esporofitos alcanzan los 5 metros de altura.




Dominio
Reino
Subreino
División
Clado
Clado
Clase
Orden
Familia
Género
Especie
Eukarya
Archaeplastida
(Plantae)
Embryophyta
Embryophyta
Tracheophyta
Monilophyta
Equisetopsida
Equisetales
Equisetaceae
Equisetum
E.arvense

Comentarios

  1. Muy bien explicado. Me he quedado muy sorprendido, pues no conocía al Equisetum giganteum. Ya veo que es "giganteum". Los bosques del Carbonífero debían de ser impresionantes...
    Saludos.

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    Respuestas
    1. ¡Me alegro de que te guste la entrada! Yo me enteré de la existencia de E. giganteum escribiendo esta entrada, así que ya tengo una planta más que visitar en mi lista. Caminar entre esos debe ser lo más parecido a uno de aquellos bosques.
      He echado un vistazo a tu blog y tengo que felicitarte. Lo enlazo en la lista de blogs ;)
      Un saludo

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  2. Gracias por tan detallada explicación.

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  3. les recomendaré esta lectura a mis alumnos de botánica

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