- Descripció de l'procés
- en angiospermes
- Polygonum o monoespórico
- Alisma o bispórico
- Drusa o tetraspórico
- en gimnospermes
- Aplicacions de les investigacions
- Taxonomia i sistemàtica
- Agricultura
- genètica
- referències
La megasporogénesis és un procés de reproducció sexual en plantes angiospermes i gimnospermes en el qual es formen megasporas. Aquest procés implica divisions cel·lulars reduccionales (meiòtiques) on el teixit ovàric i les cèl·lules mares de la planta, donen lloc als sacs embrionaris o també anomenats gametòfits femenins.
El procés de formació d'espores és fonamental en la reproducció sexual de les plantes. L'estudi d'aquest i altres tipus de processos embriològics, permet conèixer aspectes evolutius i taxonòmics de les plantes superiors.
Desenvolupament de l'gametòfit femení i de l'embrió a la planta herbàcia Arabidopsis sp. Presa i editada de Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg: * Female_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_development.jpg: Johnston et al.derivative work: CopperKettle (talk) derivative work: DPC
El coneixement de l'procés de megasporogénesis és utilitzat per comprendre la reproducció i aconseguir el millorament genètic de moltes plantes amb alt interès comercial, per tal d'obtenir cicles de sembra reeixits.
Descripció de l'procés
en angiospermes
Les angiospermes són el grup d'organismes amb major extensió i diversitat entre les plantes. Es caracteritzen principalment per produir flors i fruits amb llavors, tenen una gran plasticitat de formes i s'han adaptat a viure en gairebé qualsevol lloc de la planeta.
Des del punt de vista filogenètic aquest grup de plantes és monofilètic, el que indica que totes les espècies tenen un ancestre en comú i per tant la seva classificació és natural.
En aquest grup de plantes la megasporogénesis comença en el teixit ovàric. La cèl·lula mare de les megasporas, mitjançant dos processos de divisió meiòtica (I i II), formarà quatre nuclis o megasporas haploides (amb la meitat de la càrrega genètica).
D'aquestes quatre megasporas, les tres més grans o superiors es degeneraran o patiran mort cel·lular, mentre que la més petita o inferior es convertirà en una megaspora funcional.
La megaspora funcional donarà origen a el sac embrionari o megagametofito (gàmeta femení). Per formar el sac embrionari, han d'ocórrer tres divisions mitòtiques més, que formaran 8 nuclis, donant origen a el sac embrionari.
En aquest grup de plantes es coneixen a l'almenys tres patrons de megasporogénesis:
Polygonum o monoespórico
Aquest passa en la majoria de les plantes angiospermes. En aquest procés o model es forma una placa de cèl·lules després de la divisió cel·lular meiòtica I i II, donant origen a quatre megasporas amb un sol nucli cadascuna (uninucleadas), de les quals tres es degeneraran com va ser indicat en el procés general anterior, on es forma el sac embrionari.
Alisma o bispórico
En aquest model es forma una placa cel·lular després de la divisió cel·lular meiòtica I, però no de la meiosi II, donant origen a dues megasporas binucleadas (dos nuclis cadascuna), en què només una pateix mort cel·lular i l'altra donarà origen a el sac embrionari.
Drusa o tetraspórico
En aquest patró no es forma una placa cel·lular després de les divisions cel·lulars meiòtiques I i II, el que dóna origen a una megaspora amb quatre nuclis (tetranucleada).
en gimnospermes
Les gimnospermes són un plantes longeves, capaços d'aconseguir grans dimensions. Es caracteritzen per presentar flors molt petites i no molt vistoses, no presenten fruits, i les seves llavors estan nues. Els pins i avets, per exemple, són plantes gimnospermes.
Aquest grup de plantes filogenèticament és considerat polifilètic, és a dir que les espècies que el conformen no descendeixen d'un mateix ancestre comú. Així doncs, és un grup no natural.
La megasporogénesis en aquest tipus de plantes també comença, a l'igual que en les angiospermes, amb una cèl·lula mare de les megasporas, que per processos de divisió cel·lular meiòtics produeix quatre cèl·lules haploides (megasporas) de forma lineal.
De les quatre megasporas formades només una serà funcional i formarà el gametòfit femení (sac embrionari); dit gametòfit femení consisteix en un teixit en el qual s'han format 2 o 3 estructures anomenades arquegonis (depenent de l'espècie), típics d'algunes gimnospermes com els pins.
En aquests arquegonios passarà una altra divisió mitòtica per formar una ovocélula voluminosa per cada arquegonio. Aquesta última etapa va variar entre les espècies de gimnospermes. Els arquegonios deixen unes obertures o orficios pels quals entrarà el gametòfit masculí.
En aquestes plantes aquest procés pot trigar diversos mesos a completar-se, mentre que en les angiospermes, per la seva banda, pot trigar només hores o dies.
Aplicacions de les investigacions
Taxonomia i sistemàtica
Els estudis embriològics enfocats cap a la sistemàtica i taxonomia, busquen resoldre les relacions filogenètiques entre diferents grups d'organismes i adequar, si el cas ho mereix, la classificació taxonòmica d'aquests.
Tant en plantes com en animals, com estudis han ajudat a resoldre jerarquies taxonòmiques en taxa superiors com classes, ordres o famílies. Els estudis d'embriologia evolutiva en plantes a nivell de espècies són relativament escassos, tot i que han pres cert força en les últimes dècades.
Els estudis de megasporogénesis han estat de gran utilitat per diferenciar grups taxonòmics a tot el món; per exemple, els estudis en plantes ornamentals dels gèneres Crinum, Haemanthus i Hymenocallis.
Agricultura
Molts han estat els estudis realitzats en embriologia, especialment gametogènesi de plantes d'interès comercial, com ara l'arròs, la patata, el blat de moro, el blat la soja, entre moltes altres.
Aquests estudis van permetre determinar les condicions ideals per renovar cultius i conèixer amb més certesa els temps de sincronització entre els gàmetes, fecundació i desenvolupament de l'embrió, millorant en conseqüència el coneixement i la tecnologia aplicable als diferents cultius.
Cicle de vida d'una planta angiosperma. Presa i editada de: LadyofHats Mariana Ruiz. Translated by Xaró.
genètica
Els intents per aconseguir el millorament genètic de les plantes, moltes vegades porten amb si com a resultat l'esterilitat d'aquestes. Els estudis de megasporogénesis i altres anàlisis embriològics, busquen desvetllar què passa en el procés reproductiu, i quina és la causa per la qual els embrions no són viables.
Per exemple, un estudi publicat per la FAO el 1985, va demostrar que certs clons de papes eren estèrils, i l'anàlisi de la microsporogénesis i megasporogénesis va permetre concloure que el tepetum i l'endoteli havien perdut la seva activitat funcional o fisiològica.
El tapetum és un teixit encarregada de proveir de nutrients a les microsporas durant el seu desenvolupament. A causa d'aquesta pèrdua d'activitat, fallava el procés de subministrament de nutrients a l'pol·len i a l'gametòfit femení. Com a resultat d'això passava l'esterilitat tant en les fases femenines com en les masculines.
referències
- Magaspore. En Wikipedia. Recuperat de en.wikipedia.org.
- R. Yadegari & GN Drews (2004). Female Gametophyte Development. The plant cell.
- Morfologia de les plantes vasculars. Tema 23, Reproducció i pol·linització. Recuperat de biologia.edu.ar.
- Esporogénesis. EcuRed. Recuperat de ecured.cu.
- Sexual Reproduction in Gymnosperms. Lumen. Recuperat de courses.lumenlearning.com.
- Generalitats de gimnospermes. Ciència i Biologia. Recuperat de cienciaybiologia.com.
- MB Raymúndez, el Sr. Escala & N. Xena (2008). Megasporogénesis i megagametogénesis en Hymenocallis caribaea (l.) Herb. (Amaryllidaceae) i algunes característiques del seu desenvolupament seminal. Acta Botànica Venezuelica.
- JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Sterility in a sweet potato clone. Recuperat de agris.fao.org.