🍑 De la flor al fruto: doble fecundación y germinación
La doble fecundación y sus tres ploidías, cómo se forman semilla y fruto, los tipos de fruto y cómo germina una semilla.
La doble fecundación
Cuando un grano de polen llega al estigma, echa un tubo polínico que crece por dentro del estilo hasta llegar al óvulo. Y por ese tubo bajan DOS espermatozoides, no uno. Ahí está toda la novedad de este tema.
Dentro del óvulo esperan el ovocito, que es el gameto femenino, y dos NÚCLEOS POLARES. Los tres son haploides, porque el gametofito femenino del que salieron era haploide.
Entonces ocurren dos uniones al mismo tiempo, y de ahí el nombre de doble fecundación.
El primer espermatozoide se une al ovocito. Es la fecundación de toda la vida: n más n dan 2n. Ese zigoto diploide se convertirá en el EMBRIÓN de la semilla, es decir, en la planta nueva.
El segundo espermatozoide se une a los DOS núcleos polares. Ahí la suma es de tres sumandos: n más n más n dan 3n. Ese tejido triploide es el ENDOSPERMO, la despensa de alimento de la semilla. El tres no es un dato raro que haya que creerse: es una suma, y basta con contar los sumandos para reconstruirla.
Y hay un tercer tejido en la semilla que no participó en ninguna de las dos uniones: el TEGUMENTO, que es la cáscara. Es tejido de la planta madre, así que es diploide y su información genética es la de ella, no la del embrión.
Resultado: dentro de una sola semilla conviven tres ploidías distintas —n, 2n y 3n—, algo que no ocurre en ningún animal. Y la doble fecundación ocurre ÚNICAMENTE en las angiospermas, así que sirve para identificar al grupo.
| Aspecto | De dónde sale | Cuántos juegos tiene |
|---|---|---|
| Embrión | Un espermatozoide más el ovocito | 2n: diploide, como cualquier zigoto |
| Endospermo | El otro espermatozoide más los DOS núcleos polares | 3n: triploide, porque son tres sumandos |
| Tegumento | Tejido de la planta madre; no pasó por ninguna fecundación | 2n: el de la madre, no el del hijo |
Dato: El endospermo es lo que comemos. La harina de trigo, el arroz y casi todo el grano de maíz son endospermo: la despensa que la planta le preparó a su embrión y que nosotros interceptamos.
De ovario a fruto, de óvulo a semilla
Después de la fecundación pasan dos cosas en paralelo, y conviene no confundirlas: el ÓVULO se convierte en SEMILLA, y el OVARIO se convierte en FRUTO. Una cosa va dentro de la otra.
En las monocotiledóneas y las eudicotiledóneas la semilla no queda igual. En una eudicotiledónea, como el frijol, los dos cotiledones absorben el endospermo y quedan ellos como despensa: por eso un frijol crudo se parte en dos mitades gruesas y no tiene nada más adentro. En una monocotiledónea, como el maíz, el endospermo permanece como tal y el único cotiledón se dedica a absorberlo conforme haga falta: por eso casi todo el grano de maíz es endospermo.
Los frutos se clasifican en cuatro tipos. Los FRUTOS SIMPLES Y CARNOSOS se forman de un solo ovario y pueden tener una o muchas semillas: manzanas, duraznos, uvas, naranjas, jitomates y calabazas. Los FRUTOS AGREGADOS se forman a partir de una flor con varios órganos femeninos que se fusionan al madurar: fresas, frambuesas y zarzamoras. Los FRUTOS COMPUESTOS se forman de MUCHAS flores que se fusionan al madurar: el higo, la piña y la mora. Y los FRUTOS SECOS son los que al madurar están secos: las vainas, las nueces y los granos.
Ahí conviene aclarar algo que causa discusiones. En botánica, un fruto es el ovario maduro de una flor, tenga el sabor que tenga. Por eso el jitomate, la calabaza, el chile, el aguacate y el pepino son frutos, aunque en la cocina se traten como verduras. Y por eso la fresa, botánicamente, no es una baya.
En 1893 la Corte Suprema de Estados Unidos tuvo que decidir si el jitomate era una fruta, y resolvió que no lo era porque no es dulce. No estaban haciendo botánica sino resolviendo un asunto de impuestos, y la definición legal no tiene por qué coincidir con la científica. Ninguna de las dos «gana»: contestan preguntas distintas.
Simples y carnosos
De un solo ovario, con una o varias semillas. Manzana, durazno, uva, naranja, jitomate, calabaza.
Agregados
De UNA flor con varios órganos femeninos que se fusionan al madurar. Fresa, frambuesa, zarzamora.
Compuestos
De MUCHAS flores que se fusionan al madurar. Higo, piña, mora. Lo que parece un fruto era un ramo entero.
Secos
Los que al madurar quedan secos: vainas, nueces y granos. Un frijol en su vaina y una nuez son frutos secos.
Dato: Una piña no es un fruto: son muchos frutos fusionados, cada uno de una flor distinta. Los rombos de su cáscara son las marcas de cada flor original.
La germinación, paso a paso
Una semilla contiene tres cosas: el embrión, una despensa de alimento y el tegumento que la protege. La germinación es lo que ocurre cuando el embrión reanuda su crecimiento.
Y lo primero que sale, siempre, es la radícula. Tiene una lógica que se puede razonar en vez de memorizar: mientras la plántula viva del alimento guardado, no necesita luz para nada; pero agua sí necesita desde el primer momento, y el agua está abajo.
De semilla dormida a plántula que come sola
Absorbe agua y se hincha
La semilla toma agua, aumenta de volumen y el tegumento se rompe.
- La semilla absorbe agua del suelo y sus tejidos se hinchan considerablemente.
- Esa presión rompe el tegumento, que hasta entonces la había mantenido protegida y seca.
- Con el agua adentro, el metabolismo del embrión, que estaba casi detenido, se reactiva.
Sale la radícula
La raíz del embrión emerge antes que cualquier otra estructura.
- La radícula, que es la raíz embrionaria, es lo primero que sale de la semilla.
- Crece hacia abajo, siguiendo la gravedad, es decir por gravitropismo positivo.
- Así la plántula se asegura el agua antes de gastar energía en salir a la superficie.
Ojo: Siempre primero la raíz. Mientras coma de la semilla no necesita luz, pero agua necesita desde el primer día.
El hipocótilo empuja hacia arriba
El tallito que hay bajo los cotiledones abre camino hasta la superficie.
- El hipocótilo es la porción de tallo situada por debajo de los cotiledones, y es la que empuja.
- En muchas plantas sale doblado en forma de gancho, para no lastimar la punta al abrirse paso entre la tierra.
- Todo este avance se hace con la energía guardada en la semilla, sin haber hecho fotosíntesis todavía.
Se endereza y empieza a comer sola
Al llegar a la luz despliega sus primeras hojas y empieza la fotosíntesis.
- En cuanto la plántula sale a la luz, el gancho se endereza y las primeras hojas se despliegan.
- A partir de ese momento fabrica su propio alimento y deja de depender de la despensa de la semilla.
- En las eudicotiledóneas los dos cotiledones suelen salir a la superficie y hasta se ponen verdes antes de arrugarse y caer, mientras que en las monocotiledóneas el único cotiledón suele quedarse bajo tierra.
Ojo: Si la semilla se agota antes de que la plántula llegue a la luz, la plántula muere. Por eso importa la profundidad a la que se siembra.
La latencia, y por qué las plantas hacen tantas semillas
Una semilla no germina en cuanto se moja. Muchas están en LATENCIA: un estado de reposo del que solo salen si además se cumple otra condición. Unas necesitan pasar por un periodo de frío; otras, por el calor de un incendio; otras, por el tubo digestivo de un animal; y otras, simplemente, que pase el tiempo.
La latencia no es un defecto: es un reloj. Impide que toda una camada de semillas germine con la primera lluvia de una temporada equivocada y muera junta cuando esa lluvia resulta ser un episodio aislado. Una semilla que germina en el momento equivocado desperdicia la única oportunidad que tenía.
Y hay otra cosa que las plantas hacen y que solo se entiende con números: producir cantidades absurdas de semillas. En una sola vaina de orquídea pueden formarse 3 000 000 de semillas. Si de esas germinan 1 860 000, el porcentaje de germinación es del 62 %, lo que significa que 1 140 000 semillas no llegan a nada.
Y ese es un porcentaje de germinación alto. Cuando además se cuenta cuántas plántulas sobreviven a la sequía, a los herbívoros y a la competencia, la proporción que llega a planta adulta es minúscula. Por eso las plantas producen tantas: no es desperdicio, es la tasa real a la que sobrevive una semilla.
Hay además plantas que interfieren con la germinación de otras a propósito. La alelopatía es la liberación de sustancias químicas que inhiben la germinación o el crecimiento de plantas vecinas: es competencia por medios químicos, y se ha medido en experimentos donde las semillas expuestas a esas sustancias germinan mucho menos que las del grupo control.
Dato: Hay semillas que necesitan un incendio para germinar. En lugares donde el fuego es parte del ciclo natural, esperar al incendio garantiza suelo despejado, ceniza con nutrientes y ninguna planta grande haciendo sombra.
Basado en: Biggs, Biología, cap. 23 «La reproducción en las plantas», sección 3.