La fertilización de las flores

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 Una cosa es que el polen llegue a la flor, y otra cosa diferente que el óvulo de la flor sea fecundado, en esta sección discutiremos la serie de eventos que vinculan a estas dos ideas.

Condiciones para el desarrollo del gametofito masculino maduro

Una vez que el polen hace contacto con el estigma de la flor, este debe segregar y recibir una serie de compuestos químicos que sirven como señalización, esto permite identificar la compatibilidad de especie entre polen y flor. Sin embargo, las plantas con flor poseen mecanismos como la alopoliploidía que permiten la fertilización entre especies distintas altamente emparentadas.

Las condiciones también pueden establecer que el polen no se desarrolla si es el que produce la misma planta, sin embargo. las plantas con flor tienen una fuerte tendencia a la endogamia, y más a la endogamia absoluta “autofertilización”. En resumen, las dos condiciones son:

(1)  Polen de una especie diferente;

(2)  Polen de un individuo diferente.

Figura 74.  Germinación del gametofito masculino. (A-D) Germinación del tubo polínico al microscopio óptico. (E)  Polen con tubo polínico germinado. (F) Camino que debe cubrir el tubo polínico en crecimiento. (G) Grano de polen y tubo polínico con el núcleo generativo a la vista del microscopio óptico.

Pero dichas condiciones no son en ningún caso absolutas, por ejemplo, dos especies diferentes llamadas Raphanous y Brassica pueden permitir el crecimiento de su polen, respectivos sin bloquearlos. Una vez que el polen es activado absorbe agua y otros fluidos suministrados por el estigma activando una de las células en su interior, la cual prolifera. La estructura generada infla el polen y lo abre por una ranura.

Tamaño y tiempo de maduración del gametofito masculino, el tubo polínico

La estructura que rompe el grano de polen se denomina tubo polínico. Se trata de una célula única que crece en la región apical, el núcleo de esta célula se encontrará siempre en la región apical permitiendo su crecimiento, detrás del núcleo se encuentra la célula germinativa.

En el maíz el tubo polínico crece más de 50 centímetros antes de arribar al carpelo. Al igual que sucedía con las esporas de otros linajes vegetales, el camino del tubo polínico es guiado por hormonas segregadas por el ovario femenino ubicado en los carpelos. En la mayoría de las plantas la distancia entre el estigma y los carpelos es considerablemente inferior.

El tubo polínico debe viajas desde el estigma en la punta del pistilo, a través de todo el pistilo hasta el carpelo donde se ubican las semillas inmaduras o mesgasporangios donde fertilizará uno de los óvulos del gametofiito femenino al interior del megasporangio. El viaje del tubo polínico también es variable, en algunas especies puede llegar a tomar menos de 24 horas, mientras que en otras puede llegar a tomar más de un año tal como ocurre en las gimnospermas. Aun así, el promedio no es mayor a dos días.

Gametofito masculino maduro y el tubo polínico

A medida que el tubo polínico crece “célula vegetativa”, la mayor parte del contenido del grano de polen es descargado en la punta del tubo polínico.  El núcleo vegetativo se mantiene en la punta, mientras que la célula generativa “dentro del citoplasma vegetativo” realiza una mitosis para formar dos células que serán llamadas espermas. En algunas especies el núcleo generativo se divide antes de que el tubo polínico haya comenzado a formarse. El grano de polen con su tubo polínico, el núcleo vegetativo y dos células espermáticas constituye el gametofito masculino maduro. Existen estructuras accesorias que mantienen a las células generativas y al núcleo vegetativo en la punta como una especie de tampón.

Doble fertilización y formación del endospermo triploide

Cuando el tubo polínico alcanza el carpelo encuentra su camino hacia el megagametofito gracias a las hormonas liberadas a través del micrópilo. El tubo atraviesa el micrópilo destruyendo las dos células sinérgidas que se encuentran en estado de degeneración.

Figura 75.  La doble fertilización. Llegada del tupo polínico (1) llevando el núcleo generativo, que se divide en dos células espermáticas (2), las cuales entran en el citoplasma de una sinergida; la sinergida se rompe y el núcleo del esperma se une con dos cuerpos polares generando un núcleo 3n (4), mientras que el otro núcleo se une al óvulo verdadero (5). 

El proceso que sigue a continuación es único de las angiospermas y algunas gnetofitas y se denomina fertilización doble. A diferencia de lo que sucede en las gimnospermas donde uno de los espermas se pierde, en las angiospermas ambas espermas fecundan. El primer esperma fecunda al óvulo para formar el embrión del nuevo individuo, mientras que el segundo esperma fertiliza la célula central que o posee dos núcleos haploides o ya posee un núcleo diploide. Los dos resultados de la doble fertilización son, una célula diploide o cigoto y una célula triploide o endospermo.