Heterosporia: qué es, proceso y reproducción heterospórica
¿Qué es la heterosporia?
La heterosporia es la producción de esporas de dos tamaños y sexos diferentes, en los esporofitos de las plantas terrestres con semillas, así como en ciertos musgos y helechos. La espora más pequeña es la microspora (masculina), la espora más grande es la megaspora (femenina).
La heterosporia apareció como signo evolutivo en algunas especies vegetales, durante el periodo Devónico, a partir de la isosporia, de manera autónoma. Este evento sucedió como parte del proceso evolutivo de la diferenciación sexual.
La selección natural es la causa del desarrollo de la heterosporia, pues la presión ejercida por el ambiente sobre las especies estimuló un aumento en el tamaño del propágulo (cualquier estructura de reproducción asexual o sexual).
Esto conllevó a un aumento en el tamaño de las esporas y, subsecuentemente, a que la especie produjese microsporas más pequeñas y megasporas más grandes.
En muchas ocasiones, la evolución de la heterosporia fue desde la homosexualidad, pero las especies en las cuales sucedió por primera vez este evento ya están extintas.
Dentro de las plantas heterospóricas, las que producen semillas son las más comunes y prósperas, además de constituir el subgrupo más grande.
El proceso de la heterosporia
Durante este proceso, la megaspora evoluciona en un gametofito femenino, que solo produce oosferas. En el gametofito masculino, se produce la microspora, que es más pequeña y solo produce espermatozoides.
Las megasporas son producidas en pequeñas cantidades dentro de los megasporangios y las microsporas son producidas en grandes cantidades dentro de los microsporangios. La heterosporia influye además en el esporofito, que debe producir dos tipos de esporangios.
Las primeras plantas existentes fueron todas homospóricas, pero hay evidencias de que la heterosporia apareció en varias ocasiones en los primeros sucesores de las plantas Rhyniophytas.
El hecho de que la heterosporia haya aparecido en varias ocasiones sugiere que es una característica que aporta ventajas a la selección. Posteriormente, las plantas se fueron especializando cada vez más hacia la heterosporia.
Tanto las plantas vascularizadas (que presentan raíz, tallo y hojas) que no poseen semillas, como las plantas no vascularizadas, requieren agua en una de las etapas claves de su ciclo vital, ya que solo a través de la misma, el espermatozoide llega a la oosfera.
Microsporas y megasporas
Las microsporas son células haploides (células con un solo juego de cromosomas en el núcleo) y en las especies endospóricas incluyen al gametofito masculino, que es transportado a las megasporas a través del viento, corrientes de agua y otros vectores, como los animales.
La mayoría de las microsporas no poseen flagelos, razón por la cual no pueden realizar movimientos activos para desplazarse. En su configuración poseen estructuras externas de doble pared que envuelven el citoplasma y el núcleo central.
Las megasporas poseen megatofitos femeninos en las especies de plantas heterósporas y desarrollan una archegonia (órgano sexual femenino), que produce óvulos que son fecundados por el esperma producido en el gametofito masculino, originado en la microspora.
Como consecuencia de esto, se produce la formación de un huevo o cigoto diploide fertilizado, que luego se desarrollará en el embrión esporofito.
Cuando las especies son exospóricas, las esporas pequeñas germinan para dar lugar a los gametofitos masculinos. Las esporas más grandes germinan para dar lugar a los gametofitos femeninos. Ambas células son de vida libre.
En especies endospóricas, los gametofitos de los dos sexos son muy pequeños y están ubicados en la pared de la espora. Las megasporas y los megagametofitos son conservados y alimentados por la fase esporófita.
Por lo general, las especies de plantas endoscópicas son dioicas, es decir, que existen individuos hembra e individuos macho. Esta condición fomenta el cruzamiento. Por esta razón las microsporas y megasporas se producen en esporangios separados (heterangy).
Reproducción heterospórica
La heterosporia es un proceso determinante para la evolución y desarrollo de las plantas, tanto extintas como existentes en la actualidad. El mantenimiento de las megasporas y la diseminación de las microsporas favorece y estimula las estrategias de dispersión y reproducción.
Esta capacidad de adaptación de la heterosporia potencia en gran medida el éxito de la reproducción, puesto que es favorable poseer estas estrategias en cualquier ambiente o hábitat.
La heterosporia no permite que se produzca la autofertilización en un gametofito, pero no detiene los gametofitos originados a partir del mismo esporofito del apareamiento.
Este tipo de autofertilización se llama autofecundación esporofítica y es común en angiospermas.
Modelo de Haig-Westoby
Para comprender el origen de la heterosporia se utiliza el modelo de Haig-Westoby, el cual establece una relación entre el tamaño mínimo de las esporas y la reproducción exitosa de gametofitos bisexuales.
En el caso de la función femenina, al aumentar el tamaño mínimo de las esporas hay un aumento de la probabilidad de éxito en la reproducción. En el caso masculino, el éxito de la reproducción no se ve afectado por el aumento del tamaño mínimo de las esporas.
El desarrollo de las semillas es uno de los procesos más importantes para las plantas terrestres. Se estima que el acervo de caracteres que establecen las habilidades de la semilla son directamente influenciadas por las presiones selectivas que provocaron esos caracteres.
Se puede concluir que la mayoría de los caracteres se producen por influencia directa de la aparición de la heterosporia y del efecto de la selección natural.
Referencias
- Haig, D. y Westoby, M. A model for the origin of heterospory. Journal of Theoretical Biology.
- Haig, D. y Westoby, M. Selective forces in the emergence of the seed habit. Biological journal.
- Oxford-Complutense. Diccionario de ciencias. Madrid: Editorial Complutense.