¿Qué son las frutas y las semillas?
Muchos de nosotros disfrutamos de una refrescante rebanada de sandía en un día caluroso o hemos ido a recoger manzanas en el otoño. Las frutas son una parte importante de la dieta de muchas personas y lo han sido durante millones de años. Pero, ¿qué son las frutas en realidad? Y de dónde vienen ellos? Hoy, veremos las respuestas a estas preguntas.
Aunque pueda parecer asqueroso, los frutos son en realidad ovarios vegetales maduros. Las plantas no son móviles, pero se reproducen sexualmente como lo hacen los humanos. Sin embargo, las plantas no practican sexo físico. Más bien, las plantas liberan esperma en forma de polen, que es transportado por el viento y los animales a las flores, que contienen los óvulos de la planta dentro de un ovario. Las semillas y, en algunos casos, las frutas se desarrollan a partir de esta fertilización. Veamos los pasos para hacer cada uno en detalle a continuación.
Desarrollo de semillas
Las semillas son las unidades reproductoras de las plantas y, como tales, la mayoría de las semillas comienzan con la fertilización. Los granos de polen viajan desde el estambre, el órgano reproductor masculino de las plantas, hasta las flores receptivas. Los granos de polen que aterrizan en el pistilo de la estructura reproductiva femenina germinan y forman tubos polínicos que viajan a través del estilo hasta el ovario.
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En el ovario, un núcleo de polen se fusiona con el óvulo para formar un cigoto. Esta célula se convertirá en el embrión que finalmente germinará para convertirse en una nueva planta. Pero, para formar una nueva planta, esa única célula debe dividirse. El cigoto recibe mensajes de los tejidos circundantes en forma de hormonas. Estos químicos promueven el desarrollo del embrión a partir del cigoto. Por ejemplo, las citoquininas hacen que el cigoto atraviese la división celular y las auxinas producidas por el embrión hacen que las células se expandan.
En las angiospermas, o plantas con flores, un núcleo de polen adicional del tubo polínico se fusiona con dos núcleos polares dentro del ovario. Esto forma una célula triploide que se convertirá en endospermo . El endospermo sirve como fuente de alimento para el embrión en desarrollo. Contiene carbohidratos, lípidos y proteínas necesarios para el crecimiento del embrión mientras espera la germinación.
Sin embargo, no todas las angiospermas desarrollan un endospermo. En las orquídeas, la formación de endospermo se suprime y, en muchos casos, se reduce y se reemplaza por otras fuentes de alimento para el embrión. Por ejemplo, los frijoles usan el cotiledón como fuente de nutrición, que finalmente se convertirá en hojas de las nuevas plántulas.
El embrión y el endospermo, si están presentes, se envuelven en una cubierta de semillas. La cubierta de la semilla es una capa externa dura del ovario compuesta por capas llamadas tegumentos. La función principal de la cubierta de la semilla es proteger al embrión.
Al igual que los embriones humanos deben protegerse de manera segura en el útero de la madre mientras se desarrollan, de manera similar, los embriones de plantas existen en una etapa vulnerable de desarrollo. La cubierta de la semilla evita que el embrión se seque o, a la inversa, se inunde con una fuerte precipitación. También ayuda a regular la temperatura de la semilla, evitando que se congele en temperaturas frías, o se sobrecaliente durante el calor del día.
Desarrollo de frutas
Los frutos son ovarios maduros de plantas. Antes de la fertilización, el carpelo de la flor protege el saco embrionario y ayuda a guiar el tubo polínico. Después de la fertilización y la formación de semillas, los interruptores de la pared del carpelo funcionan para convertirse en frutos en un proceso llamado cuajado .
Varias hormonas ayudan a que este proceso se lleve a cabo, específicamente auxina, giberelinas, citoquinina y etileno. De manera similar al desarrollo de semillas, la producción de auxina por parte del embrión también estimula la expansión de las células necesarias para formar frutos. Además de iniciar el proceso de desarrollo de la fruta a partir de un ovario, la auxina también estimula el crecimiento de la fruta; madurez; y abscisión, donde los frutos caen de la planta para su dispersión.
Durante el cuajado temprano, las hormonas giberelinas también aumentan y son necesarias para el desarrollo del fruto. Al igual que en el embrión en desarrollo, las citoquininas hacen que las células de la fruta pasen por la división celular, aumentando la masa de la fruta en maduración.
Una vez que la fruta se desarrolla, debe madurar. Los frutos maduros se vuelven más dulces y suaves y cambian de color para resultar atractivos para los animales para la dispersión de semillas. Una de las principales hormonas implicadas en la etapa de maduración de la fruta es el etileno. El etileno es una hormona gaseosa producida por las plantas que provoca cambios bioquímicos dentro de la planta. Se producen enzimas que hacen que el almidón se descomponga en azúcar y los ácidos se descompongan para disminuir el sabor agrio de la fruta verde. Las proteínas que mantienen unidas las células de la fruta también se descomponen, lo que hace que la fruta se vuelva blanda.
Pero, ¿por qué las plantas llegan tan lejos? La respuesta es la dispersión de semillas . Las plantas no son móviles y, por lo tanto, deben dispersarse o separarse de sus plantas madre para extender su población. Las frutas son atractivas para los animales y se las comerán. Los animales móviles se alejan cuando la fruta pasa por su sistema digestivo. Cuando el animal defeca, las semillas se quedan atrás para comenzar una nueva generación de plantas lejos de la población madre.
Partenocarpia
Hasta ahora, hemos hablado de las plantas que utilizan la fertilización como señal para la formación de semillas y el desarrollo de frutos. Pero, a veces, las plantas pueden desarrollar frutos sin fertilización en un proceso llamado partenocarpia . Algunas frutas pasan por este proceso de forma natural, produciendo variedades sin semillas como sandía, uvas, pepinos, bananas y otras. La partenocarpia también se puede inducir en especies no partenocarpias mediante la aplicación de hormonas productoras de frutos como auxina y giberelinas o mediante polinización artificial.
La partenocarpia es de interés económico para los seres humanos. Piense en todas las variedades de alimentos sin semillas que se venden en la tienda. Las tiendas de comestibles comercializan frutas partenocarpias como las sandías. Estas frutas tienen toda la sabrosa fruta rosada que amamos sin la molestia de las semillas crujientes de sabor amargo en su interior.
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Resumen de la lección
Las semillas son las unidades reproductoras de las plantas y generalmente se desarrollan tras la fertilización. Los núcleos de polen se fusionan con los núcleos del huevo dentro del ovario, formando un embrión y, a veces, una fuente de alimento conocida como endospermo . Toda la combinación está revestida por una cubierta de semillas que protege al embrión. El crecimiento del embrión es iniciado por hormonas vegetales. Algunas de las mismas hormonas vegetales también desencadenan la producción de frutas. Las citoquininas, auxinas y giberelinas estimulan el crecimiento y la expansión de la fruta. Después de que se completa el cuajado o desarrollo de la fruta, el etileno hace que las frutas maduren para la dispersión animal. A veces, la fruta puede desarrollarse sin fertilización en un proceso llamado partenocarpia .
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