¿Qué es el gametófito?
¿Qué es el gametófito?
El gametófito, o gametofito, es un organismo haploide multicelular originado de una espora diploide o esporófito. Corresponde a la fase haploide de un vegetal, destinada a producir gametos, y a la fase sexual en una de las dos fases alternas en el ciclo de vida de las plantas terrestres y algas marinas.
Este organismo desarrolla órganos sexuales que originan gametos, células sexuales haploides que intervienen en la fertilización. Esto da origen a un cigoto diploide, es decir, que tiene dos juegos de cromosomas.
De estos dos juegos de cromosomas, uno corresponde al padre y otro corresponde a la madre. La división celular del cigoto origina un nuevo organismo multicelular diploide.
En la segunda etapa del ciclo de vida conocida como esporófito, su función es producir esporas haploides por medio de la división celular llamada meiosis.
La morfología del gametófito depende del sexo, es decir, los femeninos tendrán una forma y los masculinos otra diferente.
Gametófito en briofitas
En este grupo vegetal (musgos, hepáticas y cornudas) el gametófito es la etapa más destacada del ciclo biológico.
Este gametófito briofito tiene larga vida y es independiente, desde el punto de vista alimenticio. Los esporófitos, por lo general, están unidos a los gametófitos y necesitan de ellos.
En los musgos, la espora empieza a crecer al germinar y elabora un filamento de células llamado protonema.
Al madurar, el gametófito evoluciona en forma de brotes densos que dan origen a los órganos sexuales, o gametangios, que son los productores de gametos. Los huevos se producen en la archegonia y los espermatozoides en la antheridia.
En grupos como las hepáticas, pertenecientes al orden Marchantiales, los gametos se originan en órganos especializados llamados gametóforos o gametangióforos.
Gametófitos en plantas vasculares
En todas las plantas vasculares (con tallo, hojas y raíces) predominan los esporófitos con tendencia hacia gametófitos femeninos pequeños y dependientes de los esporófitos.
En la medida en que las plantas fueron evolucionando hacia una forma de reproducción por semillas, esto se fue haciendo cada vez más notorio.
Los helechos producen un solo tipo de esporas llamadas homosporas. Sus gametos son exospóricos, que significa que los gametófitos son de vida libre y evolucionan fuera de la pared de la espora.
Estos gametófitos exospóricos pueden ser bisexuales (monoicos), es decir, con capacidad para producir esperma y óvulos en el mismo organismo. Si se especializan en organismos femenino y masculino, por separado, se les llama dioicos.
Las plantas vasculares heterosporas (producen tanto megasporas como microsporas) tienen un gametófito que se desarrolla endospóricamente, dentro de la pared de la espora. En este caso, los gametófitos son dioicos, producen óvulos o esperma, pero nunca ambos.
Gametófitos en helechos
En los helechos, los gametófitos son pequeños, realizan fotosíntesis y tienen un estilo de vida libre, ya que no necesitan del esporófito para su alimentación.
En la especie de helecho Leptosporangiado dryopteris, el gametófito es autótrofo (fabrica su propio alimento), realiza fotosíntesis y posee una estructura llamada prótalo, que produce los gametos y mantiene al esporófito en su etapa de desarrollo multicelular temprano.
En algunos grupos, específicamente en la rama genealógica (Psilotaceae y Ophioglossaceae), los gametófitos son subterráneos y sobreviven estableciendo relaciones micotróficas con los hongos.
Gametófitos en licofitos
En los licofitos se producen dos tipos distintos de gametófitos. En las familias Huperziaceae y Lycopodiaceae, los gametófitos germinados de esporas son de vida libre, subterráneos y micotróficos, lo que quiere decir que obtienen sus alimentos por relaciones simbióticas con hongos.
En las familias Selaginella e Isoetes, las megasporas se mantienen unidas al esporófito inicial y dentro de él se va desarrollando un megagametófito.
Al madurar, se abren las fisuras en la unión del trilete para facilitar la entrada de los gametos masculinos a la archegonia, donde se contactan con los óvulos.
Gametófitos en plantas con semillas
Las plantas que poseen semillas se denominan angiospermas y gimnospermas, todas ellas son endospóricas y heterospóricas.
En estas plantas, los gametófitos se transforman en organismos multicelulares cuando están dentro de la pared de las esporas y las megasporas quedan retenidas en el esporangio.
En las plantas de semilla, el microgametófito se conoce como polen. Los microgametófitos de la planta con semilla están formados por dos o tres células cuando los granos de polen salen del esporangio.
Todas las plantas con semillas son heterósporas y producen esporas de diferentes tamaños: grandes esporas femeninas y pequeñas esporas masculinas.
El megagametófito evoluciona dentro de la megaspora en las plantas vasculares sin semillas y dentro del megasporangio en un cono o flor de plantas con semilla.
El microgametófito de las semillas, que es el grano de polen, viaja a donde se encuentra la célula del huevo, llevado por un vector físico o animal, y allí produce dos espermatozoides por mitosis.
Gimnospermas
En las plantas gimnospermas, el megagametófito está formado por varios miles de células y tiene de una a varias archegonias, cada una con una única célula de huevo. El gametófito se transforma en tejido para almacenar alimento en la semilla.
Angiospermas
En las plantas angiospermas, el megagametófito está reducido a unos pocos núcleos y células, y se le denomina saco embrionario. El saco embrionario representativo tiene siete células y ocho núcleos, y uno de ellos es la célula del huevo.
Dos núcleos se unen con un núcleo de esperma para formar el endospermo, que luego se transforma en el tejido para almacenar alimento en la semilla.
Las plantas con semillas se caracterizan porque la megaspora se encuentra retenida dentro del esporófito, por tejidos denominados integumentos. Estos tienen la función de envolver y proteger al megasporangio.
En las plantas gimnospermas, las megasporas están rodeadas por un integumento, mientras que en las plantas angiospermas, están rodeadas por dos integumentos.
Al conjunto formado por el megasporangio, la megaspora y los integumentos se le llama óvulo. En el interior de cada óvulo evoluciona un gametófito femenino a partir de una megaspora, produciendo uno o más gametos femeninos.
Cuando los granos de polen germinan, y comienza el crecimiento, se inicia la aparición de un tubo polínico cuya función es la introducción de los gametos masculinos en el interior del gametófito femenino en el óvulo.
En las plantas con semillas, el gametófito femenino permanece en el óvulo del esporófito. Los gametófitos masculinos se encuentran en los granos de polen y son viajeros, por lo tanto, pueden ser transportados a grandes distancias por el viento o por los polinizadores, según la especie.
Gametófitos en animales
En los animales, el desarrollo evolutivo se inicia a partir de un huevo o cigoto, que pasa por una serie de mitosis para producir un organismo diploide.
Al desarrollarse y madurar, forma gametos haploides con base en determinadas líneas celulares diploides por medio de la meiosis. La meiosis recibe el nombre de gametogénica o gamética.
Este ciclo está presente en todos los animales. Aunque no se produce alternancia de generaciones, hay una alternancia de dos fases nucleares, una haploide (los gametos) y otra diploide (desarrollo de un organismo por mitosis partiendo de un huevo o cigoto).
Por lo tanto, la meiosis es gamética y se considera que este ciclo es el más evolucionado en los organismos vivos.
Heteromorfia de los gametófitos
En las plantas que poseen gametófitos heteromorfos, existen dos tipos de gametófitos. Por tener formas y funciones diferentes, se les llama heteromorfos.
El gametófito encargado de producir óvulos es llamado megagametófito, debido a su gran tamaño, y el gametófito encargado de la producción de espermatozoides es llamado microgametófito.
Si los gametófitos producen óvulos y esperma en plantas separadas, se llaman dioicos.
Las plantas heterospóricas, como ciertos licofitos, los helechos acuáticos, así como en todas las gimnospermas y angiospermas, poseen dos esporangios distintos. Cada uno de ellos produce un solo tipo de esporas y un solo tipo de gametófito.
Pero no todos los gametófitos heteromorfos provienen de plantas heterospóricas. Esto quiere decir que algunas plantas tienen diferentes gametófitos productores de óvulos y espermatozoides.
Pero estos gametófitos se originan a partir del mismo tipo de esporas dentro del mismo esporangio, un ejemplo de ello es la planta Sphaerocarpos.
Referencias
- Campbell, N.A. and Reece, J.B. Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.
- Gilbert, S. Biología del desarrollo. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana.