Poliembrionía: concepto, en plantas, animales, ejemplos
¿Qué es la poliembrionía?
La poliembrionía es el proceso por medio del cual se forman dos o más embriones a partir de un solo óvulo fecundado. Uno de los ejemplos más llamativos es el de los gemelos idénticos que se da en algunos seres humanos.
No obstante, la poliembrionía no es un proceso restringido únicamente a Homo sapiens, sino que es en realidad un fenómeno sumamente común en las plantas y en otras especies animales.
Poliembrionía y reproducción sexual
Solemos hablar de poliembrionía en el contexto de la reproducción sexual que se da entre organismos de la misma especie y durante la cual se producen los embriones a partir de una nueva célula llamada cigoto.
Recordemos que el cigoto es el producto de la fusión de dos células sexuales especializadas a las que llamamos gametos: un óvulo (gameto femenino) y un espermatozoide o un grano de polen (gameto masculino).
Estas células son producidas por un tipo especial de división celular conocido como meiosis, gracias a la cual su carga genética se reduce a la mitad de la carga del organismo que les dio origen, es decir, son células haploides (n) que al fusionarse restituyen la carga genética de la especie (2n) en una nueva célula llamada cigoto.
El cigoto se divide para formar un embrión, que después de sucesivos procesos de división, migración y diferenciación celular forman un nuevo individuo.
Este fenómeno ocurre de formas distintas dependiendo de la especie de que se trate, pues suele ser un poco distinto en las plantas con respecto a los animales, por ejemplo.
Poliembrionía en Plantas
En el Reino Vegetal la poliembrionía es muy común, tanto en las plantas pertenecientes al grupo de las angiospermas como en el de las gimnospermas.
Este proceso se entiende muchas veces como una especie de desarrollo clonal en el que a partir de un cigoto se pueden formar dos o más embriones, los cuales se desarrollarán después en plántulas independientes, pero genéticamente idénticas entre sí.
Los poliembriones pueden ser de origen sexual estrictamente o de origen asexual, por divisiones mitóticas de células no fecundadas.
Estructuras que participan
Para comprender mejor de qué se trata la poliembrionía en plantas es necesario tener en cuenta las características principales de las estructuras reproductivas que participan en el proceso.
En las plantas con flor, por ejemplo, el aparato reproductor femenino se conoce como gineceo y está formado por un conjunto de hojas modificadas llamadas carpelos.
Los carpelos consisten en un ovario (que está en la base y es donde se forman los óvulos) con su estilo (por donde pasa el tubo polínico una vez germina el grano de polen) y estigma (la estructura de recepción de los granos de polen).
Los óvulos bien desarrollados están contenidos en una estructura llamada saco embrionario, en cuyo interior se encuentra una sustancia conocida como nucela, formada por células derivadas del esporofito.
Ambas estructuras están rodeadas por dos tegumentos que dejan una apertura muy pequeña conocida como micrópilo, que es el sitio por donde pasa el núcleo derivado del grano de polen durante la fertilización.
Dentro del saco embrionario vegetal hay 7 células: dos núcleos polares diploides suspendidos en el centro, un óvulo rodeado de dos células sinérgidas (todas haploides) en la región micropilar y tres células antípodas en la región conocida como calaza (del lado opuesto).
En las plantas la fertilización que ocurre es doble: un grano de polen germina y fusiona su núcleo haploide con el del óvulo -formando un embrión diploide- mientras que otro grano de polen germina y su núcleo se fusiona con los núcleos polares en el centro, formando el endospermo (triploide) que alimentará al embrión.
Múltiples embriones
Los embriones adicionales que surgen en las plantas que presentan poliembrionía pueden derivar de las células presentes en la nucela o en los integumentos, también de las sinérgidas, de las antípodas o del mismo embrión.
Por lo general, los embriones que no derivan del cigoto se consideran asexuales, pues no se formaron por las divisiones del cigoto sexual.
Entonces, la poliembrionía puede darse como:
- Activación de las células de la nucela o de los integumentos: donde se forman embriones adventicios que no son producto de la reproducción sexual, proceso muy común en plantas de producción hortícola.
- Clivaje o división del cigoto: cuando se forma el cigoto normalmente y este se divide y se forman múltiples embriones independientes a partir de dichas divisiones. Es común en las orquídeas, en las gramíneas y en muchas gimnospermas.
- A partir de otras células dentro del saco embrionario: pueden formarse embriones a partir de las sinérgidas (n), de las antípodas o de las células del endospermo, aunque lo más común es que sea a partir de las primeras; en estas puede ocurrir sin fertilización, formando un embrión haploide, o con fertilización, formando un embrión diploide adicional.
Poliembrionía en animales
La poliembrionía en animales es un tanto diferente a la que acabamos de describir para las plantas, pues casi siempre se trata de la formación de dos o más embriones a partir de un mismo óvulo, fecundado por un solo espermatozoide, y no de la diferenciación de otras células relacionadas con las estructuras reproductoras femeninas.
Puede ocurrir tempranamente, es decir, que los embriones múltiples se separan poco después de la fecundación, o puede ocurrir después de que el cigoto ha pasado por varios eventos de división celular y se fragmenta en cierto punto del desarrollo para formar dos o más embriones genéticamente idénticos.
En este último caso, lo más documentado en animales diferentes al ser humano es la formación de embriones a partir de la capa embrionaria conocida como el epiblasto.
Ejemplos de poliembrionía
Los gemelos idénticos
Los embarazos múltiples univitelinos, es decir, aquellos donde dos o más embriones se forman a partir del mismo óvulo fecundado por un solo espermatozoide, son los casos de poliembrionía que ocurren en los seres humanos.
Durante este proceso, así como en la mayor parte de los animales, ocurre que después de la fecundación el cigoto resultante se divide una, dos o más veces y se diferencian dos, cuatro o más embriones genéticamente idénticos entre sí.
Los cuatrillizos de los armadillos de nueve franjas
Los armadillos de nueve franjas pertenecen a la especie Dasypus novemcinctus y son animales bastante curiosos, no solo por su apariencia peculiar, sino por sus características reproductivas.
En estos animales la poliembrionía parece ser la norma, más que la excepción, y es un atributo que comparten con otras 6 especies de este género.
Cada vez que se reproducen, las hembras de los armadillos de nueve franjas producen camadas de cuatrillizos genéticamente idénticos (también con el mismo sexo, claro). Las cuatro crías derivan de la división celular del cigoto después de la fecundación, razón por la cual son “clones” entre sí.
Los 2.000 hijos de los insectos parásitos del género Copidosoma
Copidosoma es un género de avispas que parasitan a otros insectos lepidópteros (como las mariposas). Además de ser un interesante ejemplo de insectos que parasitan otros insectos, estas avispas se caracterizan por presentar poliembrionía.
Las hembras de las especies del género ponen sus huevos en aquellas especies de lepidópteros que parasitan. Apenas ponen uno o dos huevos fecundados, pero estos se dividen asexualmente gran cantidad de veces, dando lugar a una descendencia multitudinaria.
De cada uno de estos embriones se forma una larva, las cuales crecen en el interior del hospedador y completan con este su fase larval. Es un método de parasitosis sumamente eficiente, pues solo requiere del esfuerzo que implica producir y fecundar un par de huevos.
Una semilla, varias plantas
En el maíz
El maíz (Zea mays) es una gramínea muy importante para el hombre, pues sus granos son fuente de alimento para humanos y animales desde hace cientos de años.
Una característica curiosa de este cultivo tiene que ver con el hecho de que a partir de una sola semilla pueden formarse varios embriones, que se desarrollan en plantas capaces de producir mazorcas perfectas.
Este atributo puede ser importante desde el punto de vista agrícola, ya que implica un aumento del rendimiento de un cultivo por área de producción.
En los cítricos
Tal y como ocurre con el maíz ocurre también con muchas otras especies de plantas, especialmente aquellas del grupo de las angiospermas.
Otro ejemplo muy común de poliembrionía es el que se ha observado en los cítricos como el limón, la naranja y otros, por el cual se forman varias plantas de una sola semilla.