reproduccion metafitas

UNIDAD 10. LA REPRODUCCIÓN DE LAS PLANTAS 

1. Reproducción de las plantas.    

    

1.1. Ciclos biológicos.

1.2. Reproducción asexual.

1.3. Reproducción sexual en vegetales.

1.4. Reproducción alternante

2. Reproducción en briofitas 3. Reproducción en pteridofitas 4. Reproducción en espermatofitas 5. Formación de la semilla en las espermatofitas.

6. Ingeniería genética en vegetales. Plantas transgénicas

REPRODUCCIÓN  

Es el proceso de formación de un nuevo organismo a partir de otros preexistentes.

Los nuevos organismos son iguales o muy semejantes a los progenitores.

REPRODUCCIÓN SEXUAL  



Reproducción sexual.

Las nuevas plantas se forman a partir de dos células especializadas los gametos, que se unen en el proceso de la fecundación para formar la célula huevo o cigoto que se desarrollará hasta convertirse en una planta joven.

Permite una diversidad genética.

REPRODUCCIÓN ASEXUAL   



Las nuevas plantas se forman a partir de una o varias células del progenitor.

Las plantas hijas normalmente tienen características idénticas a su progenitor.

Al reproducirse una planta asexualmente, produce un clon, es decir, individuos con genotipos idénticos al de su planta progenitora.

Cuando una planta que se reproduce asexualmente está bien adaptada a su ambiente, puede diseminar fácilmente su genotipo en dicho ambiente.

PROPÁGULOS 

Es una forma de reproducción asexual que se produce en vegetales inferiores (hepáticas) y también en los líquenes.

Son agrupaciones de células que se desprenden de la planta madre para ser dispersados por el viento o por el agua.

Aulacomnium palustre

REPRODUCCIÓN ASEXUAL: GEMACIÓN 

Tipo de multiplicación vegetativa en la que algunas células se dividen activamente constituyendo yemas unidas, en un principio al progenitor.

RIZOMAS 

Son tallos subterráneos horizontales (no son raíces), que crecen enterrados paralelos a la superficie del suelo. El rizoma está por debajo y el estolón está por encima del suelo. Los rizomas tienen yemas que pueden dar lugar a plantas nuevas si las condiciones son favorables. Si el rizoma se rompe puede dar lugar a tantas plantas como fragmentos haya. Ocurre en algunos robles, en las cañas y juncos, etc.

LE 35-5d

Rhizomes.

Node

Rhizome

Root

TUBÉRCULOS 

Son tallos subterráneos cargados de sustancias nutritivas, en los que hay yemas. Estas yemas pueden desarrollarse y originar nuevas plantas alimentándose a partir de las sustancias almacenadas en el tubérculo.

LE 35-5c

Tubers.

BULBOS 

Son tallos subterráneos recubiertos por una o muchas hojas en las que se almacenan sustancias nutritivas de reserva que servirán para que se desarrolle el tallo que está en el interior.

LE 35-5b

Storage leaves

Stem Roots Bulbs.

BULBOS

BULBOS

BULBOS

ESTOLON 

Son tallos verdes que crecen pegados al suelo o muy cerca de él, como si fueran arrastrándose, por lo que también se les llama "tallos rastreros". Cada cierta longitud el estolón emite unas raíces, llamadas raíces adventicias, que se entierran en el suelo originándose una nueva planta. El estolón puede romperse por esa nueva planta o puede seguir creciendo y produciendo más individuos. Existen muchas plantas estoloníferas, como son las fresas.

LE 35-5a

Stolons.

ESPORULACIÓN 

La formación de esporas es muy importante en todos los vegetales, incluidas las plantas superiores. A partir de unas células llamadas células madre, por división (mitosis) se forman muchas esporas que son arrastradas por el viento o el agua y al germinar originan nuevas plantas

ESPORULACIÓN

Figure 29-01

Angiosperms

Gymnosperms

Seedless vascular plants

Bryophytes (nonvascular plant)

Charophyceans

LE 29-UN573

LE 29-4

Viidiplantae Streptophyta Plantae

ALGAS ROJAS

CLOROFITAS

Ancestral alga

CAROFÍCEAS

EMBRIOFITAS

LE 29-6

Fossilized spores.

Unlike the spores of most living plants, which are single grains, these spores found in Oman are in groups of four (left; one hidden) and two (right).

Fossilized sporophyte tissue.

The spores were embedded in tissue that appears to be from plants.

Table 29-1

LE 29-7

Plantas terrestres Plantas vasculares

Origin of vascular plants (about 420 mya)

Origin of land plants (about 475 mya)

Ancestral green alga

angiospermas

Plans con semillas

gimnospermas

Pteridofitas, helechos colas de cabalo, psilotum

musgos

antoceros

hep谩ticas

Plantas sin semillas

Licofitas ( licopodios, selaginelas isoetes)tas

car贸ficeas

Bryophytes

Origin of seed plants (about 360 mya)

Angiosperms

Gymnosperms

Seedless vascular plants

Bryophytes (nonvascular plant)

Charophyceans

LE 29-UN580

LE 29-8 Gota de lluvia

Key

Gametofito masculino

Haploid (n) Diploid (2n)

anterozoide

“Bud”

A. anteridiosa

Protonema

“Bud” avocélula gametofito

Spores

Female arquegonioa Gagametos fe,meninoetophyte rizoide peristoma

FERTILIZATION

Sporangium

Dentro del arquegonio

MEIOSIS Esporofitos maduros

seta Capsule

embrión

pie

Zygote Embryo

arquegonio esporofito joven Capsule with peristome (SEM)

Gametofito femenino

LE 29-9a

Gametophore of female gametophyte

500 µm

Foot Seta

Sporangium Marchantia polymorpha, a “thalloid” liverwort

Marchantia sporophyte (LM)

LE 29-9b

Plagiochila deltoidea, a “leafy” liverwort

LE 29-9c

An Anthroceros hornwort species

Sporophyte

Gametophyte

LE 29-9d

Polytrichum commune, hairy cap moss Sporophyte

Gametophyte

LE 29-10b

Gametophyte

Sporangium at tip of sporophyte Seta

Living photosynthetic Dead waterstoring cells cells 100 µm

Sphagnum Gametofitos “foliosos” y sus brotes, los esporofitos

Sphagnum, detalle de la hoja, células vivas fotosintéticas y células muertas almacenadoras de agua.

LE 29-10c

“Tolland Man,”una momia de los pantanos de truba que data del 405-100 a.c. Las condiciones de acidez y pobreza de oxígeno producidas por el musgo Sphanum pueden conservar los cuerpos himanos o de otros animales durante miles de años.

Angiosperms

Gymnosperms

Plantas vasculares sin semillas

Bryophytes (nonvascular plant)

Charophyceans

LE 29-UN583

LE 29-12

Key Haploid (n) Diploid (2n) espora

Antheridio

Gametofito joven

MEIOSIS

Sporangio

anterozoide Arquegonio ovocĂŠlula

Sporangio

Esporofito maduro

Nuevo esporofito

cigoto

soro

Gametopito

FERTILIZATION

LE 38-2a

Anther

Stamen

Filament

Petal Key Haploid (n) Diploid (2n)

Receptacle

An idealized flower

Stigma

Carpel

Style Ovary

Sepal

Unnumbered Figure 29-586

LE 29-14a

Selaginella apoda, a spike moss

LE 29-14b

Isoetes gunnii, a quillwort

LE 29-14c

Strobili (clusters of sporophyllis)

Diphasiastrum tristachyum, a club moss

LE 29-14d

Psilotum nudum, a whisk fern

LE 29-14e

Equisetum arvense, field horsetail

Vegetative stem Strobilus on fertile stem

LE 29-14f

Athyrium filix-femina, lady fern

DIVERSIDAD VEGETAL  

EVOLUCIÓN DE LAS PLANTAS CON SEMILLAS Las semillas cambiaron el curso de la evolución vegetal, permitiendo a las plantas que las poseían transformarse en los productores dominantes en casi todos los ecosistemas terrestres, dando lugar a la gran mayoría de la biodiversidad vegetal.

Los gametofitos reducidos de las plantas con semillas están protegidos en los óvulos y en los granos de polen 



Además de las semillas, las siguientes características son comunes a todas las plantas con semillas: gametofitos reducidos, heterosporia, óvulos y polen.

Las plantas sin semillas carecen de estas adaptaciones, con excepción de unas pocas especies que exhiben heterosporia.

VENTAJAS DE LOS GAMETOFITOS REDUCIDOS 

 



 

Los musgos y otras briofitas tienen ciclos vitales dominados por los gametofitos, mientras que los helechos y otras plantas vasculares sin semillas tienen ciclos vitales dominados por los esporofitos.

La tendencia evolutiva de la reducción de los gametofitos continúo aún más en el linaje de las plantas vasculares que condujeron a las plantas con semillas.

Mientras que los gametofitos de las plantas vasculares sin semillas son visibles sin aumento, las mayoría de los gametofitos de las plantas con semillas son microscópicos.

Esta miniaturización fue una importante innovación evolutiva en las plantas con semillas. Sus diminutos gametofitos pueden desarrollarse a partir de las esporas retenidas en los esporangios del esporofito progenitor. Esta disposición protege a los delicados gametofitos femeninos que contienen el gameto femenino, oosfera u ovo célula, de las inclemencias ambientales.

Los tejidos reproductivos húmedos del esporofito resguardan a los gametofitos de las condiciones deshidratantes y de la radiación ultravioleta.

Esta relación también permite a los gametofitos dependientes obtener nutrientes del esporofito. Por el contrario, los gametofitos que viven libremente, como ocurre en las plantas sin semillas, deben defenderse a sí mismos.

LE 30-2

Esporofito (2n)

Esporofito (2n)

gametofito (n)

gametofito (n)

Esporofitos dependientes de los gametofitos.musgos y otras briofitas.

Grandes esporofitos y peque帽os gametofitos Independientes (helechos y otras plantas vasculares sin semillas

Gametofitos femeninos (n) Microsc贸picos en conos Ovulados (dependientes)

Esporofito (2n) Planta con flores (independiente) Gametofitos masculinos (n) Microsc贸picos Dentro de estas estructuras De la flor (dependiente)

Microscopic male Gametofitos gametophytes (n) Masculinos microsc贸picos in pollen cones En conos de polen (dependent) (dependientes)

Microscopic female gametophytes (n) in inside these parts of flowers (dependent)

Gametofitos reducidos dependientes de los esporofitos (plantas con semillas

LE 30-2a

esporofito (2n)

Gametofito (n)

Esporofito dependientes de los gametofitos (musgos y otras briofitas)

Esporofito (2n)

Gametofito (n)

Grandes esporofitos y peque単os gametofitos independientes (helechos y otras plantas vasculares sin semillas)

LE 30-2b

Gametofitos femeninos en conos ovulados (n) (dependiente)

Esporofito (2n), planta con flores (independiente) Gametofitos masculinos(n) microsc贸picos dentro de estas estructuras de la flor (dependiente)

Gametofitos masculinos(n) microsc贸picos en conos de polen(dependiente)

Gametofitos femeninos(n) microsc贸picos dentro de estas estructuras de la flor(dependiente)

esporofito (2n), (independente Gametofitos reducidos dependientes de los esporofitos (plantas con semillas: gimnospermas y angiospermas.

LE 30-3

Integumento

Gametofito femenino (n)

Pared de la espora

Megasporangio (2n) Megasporea(n) Unfertilized ovule

Gametofito Masculino dentro Del grano de polen Que germina) (n) Micropilo

Núcleo de la ovocélula (n)

Cubierta de la semilla derivada del integumento Aporte nutritivo (tejido del gametofito femenino) (n)

Núcleo espermático O gfameto masculino Embryo (2n) descargado(n) Esporofito nuevo

Fertilized ovule Pollen grain (n)

HETEROSPORIA: LA REGLA ENTRE LAS PLANTAS CON SEMILLAS 





Prácticamente, todas las plantas sin semilas son isospóricas, producen una sola clase de esporas, que, generalmente, origina un gametofito bisexual.

Las especies más cercanas de las plantas con semillas son todos isospóricos, lo que sugiere que las plantas con semillas también tuvieron ancestros isospóricos.

En algún momento , las plantas con semillas o sus ancestros pasaron a ser heterospóricos: – – – –

Los megaesporangios en los megaporofilos producen megasporas que dan origen a los gametofitos femeninos.

Cada megasporangio tinen una sola megaspora funcional.

Los microsporangios en los microsporofilos producen microsporas que dan origen a gametofitos masculinos.

Cada microsporangio contiene un número grande de microsporas.

ÓVULOS Y PRODUCCIÓN DE GAMETOS FEMENINOS 

 

 

Aunque unas pocas especies de plantas sin semilla son heterospóricas, las plantas con semillas son únicas por la retención de la megaspora dentro del esporofito progenitor..

Las capas de tejido del esporofito, denominados integumentos, envuelven y protegen al megasporangio.

Las megasporas de las gimnospermas están rodeadas por un integumento, mientras que las de las angiospermas, generalmente, tienen dos integumentos.

La estructura completa, megasporangio, megaspora, y sus integumentos se denomina óvulo.

Dentro de cada óvulo se desarrolla un gametofito femenino a partir de una megaspora y produce uno o más gametos femeninos (ovocélula u oosfera).

POLEN Y PRODUCCIÓN DE GAMETOS MASCULINOS 



Las microsporas se desarrollan formando granos de polen, que contienen los gametofitos masculinos de las plantas con semillas.

Protegidos por una gruesa cubierta que contiene el polímero esporopolenina, los granos de polen pueden ser transportados lejos de la planta progenitora por el viento o sobre el cuerpo de un animal. La transferencia de polen a la parte de la planta con semillas que contienen los óvulos se llama polinización. Si un grano de polen germina empieza a crecer, da origen a un tubo polínico que descarga dos gametos masculinos dentro del gametofito femenino dentro del óvulo.

Ă“vulo no fecundado

Ă“vulo fecundado

Semilla

VENTAJA EVOLUTIVA DE LAS SEMILLAS 





 

Si un gameto masculino fertiliza una ovocélula de una planta con semilla, el cigoto crece formando un embrión de esporofito. El óvulo en su totalidad se desarrolla en una semilla, que contienen un embrión, junto con su suplemento nutritivo, empaquetado con una cubierta protectora derivada de o de los integumentos.

La evolución de las semillas permitió a las plantas que las poseían resistir mejor las inclemencias ambientales y dispersar su descendencia más ampliamente.

A diferencia de la espora, que es una célula única, la semilla es una estructura multicelular que es mucho más resistente y compleja. Su capa protectora deriva de o de los integumentos del óvulo.

Después de ser liberada por la planta progenitora, una semilla puede permanecer en estado latente durante días, meses o incluso años.

En condiciones favorables, puede germinar, y el embrión del esporofito surge como una plántula. Algunas semillas caen en las proximidades del esporofito de su planta progenitora; otras son transportadas a grandes distancias por el viento o los animales.

Angiosperms

Gymnosperms

Seedless vascular plants

Bryophytes (nonvascular plant)

Charophyceans

LE 30-UN593

LE 30-4aa

Cycas revoluta

FILO CYCADOPHYTA    

Las cícadas son el segundo grupo mayor de gimnospermas, después de las coníferas Tienen conos voluminosos y hojas parecidas a las de las palmeras.

Solo sobreviven actualmente 130 especies.

Prosperaron durante la era Mesozoica, conocida como la edad de las cicadas.

LE 30-4ab

FILO GINKGOPHYTA 



Ginkgo biloba es la única especie existente de este filo, conocida como el árbol del cabello de Venus, tiene hojas caducas en forma de abanico que se vuelven amarillas en otoño.

Los paisajistas generalmente, solo plantan los árboles productores de polen porque sus semillas pulposas emiten un olor rancio cuando se descomponen.

LE 30-4ac

FILO GNETOPHYTA  

Constituyen tres géneros: Gnetum, Ephedra y Welvitschia.

Algunas especies son tropicales mientras que otras viven en los desiertos. Aunque son muy diferentes en su apariencia, los géneros están agrupados juntos en función de datos moleculares.

LE 30-4ad

Gnetum. This genus includes about 35 species of tropical trees, shrubs, and vines, mainly native to Africa and Asia.

Their leaves look similar to those of flowering plants, and their seeds look somewhat like fruits.

Gnetum 



Incluye aproximadamente 35 especies de árboles tropicales, arbustos y vides principalmente nativos de África y Asia.

Sus hojas se parecen a las de las plantas con flores, y sus semillas tienen un aspecto similar a los frutos.

LE 30-4ae

Ephedra. This genus includes about 40 species that inhabit arid regions throughout the world. Known in North America as “Mormon tea,� these desert shrubs produce the compound ephedrine, commonly used as a decongestant.

EPHEDRA 

Esta variedad incluye alrededor de 40 especies que habitan en regiones áridas de todo el mundo. Estos arbustos desérticos, llamados comúnmente té mormón, produce el compuesto efedrina, que utiliza en medicina como descongestivo.

LE 30-4af

Welwitschia. This genus consists of one species Welwitschia mirabilis, a plant that lives only in the deserts of southwestern Africa. Its strap like leaves are among the largest known.

LE 30-4ag

Ovulate cones

WELWITSCHIA 



Este género se compone de una sola especie Welwitschia mirabilis, una planta que vive exclusivamente en los desiertos del sudoeste de África.

Sus hojas, con forma de correa, se encuentran entre las más grandes que se conocen. Namibia.

LE 30-4ba

Douglas fir. “Doug fir�

(Pseudotsuga menziesii) provides more timber than any other North American tree species.

Some uses include house framing, plywood, pulpwood for paper, railroad ties, and boxes and crates.

FILO CONIFEROPHYTA 



Contiene aproximadamente 600 especies de coníferas. Muchas de ellas son árboles grandes como los cipreses y la secuoyas. Unas pocas especies de coníferas dominan las amplias regiones boscosas del hemisferio norte, donde la estación de crecimiento es relativamente corta debido a la latitud o altitud.

Algunas coniferas, como la secuoya del alba, el alerce americano el alerce, son árboles de hojas caducas que se pierden en otoño.

LE 30-4bb

Pacific yew. The bark of Pacific yew (Taxa brevifolia) is a source of taxol, a compound used to treat women with ovarian cancer. The leaves of a European yew species produce a similar compound, which can be harvested without destroying the plants. Pharmaceutical companies are now refining techniques for synthesizing drugs with taxol-like properties.

LE 30-4bc

Bristlecone pine.

This species (Pinus longaeva), which is found in the White Mountains of California, includes some of the oldest living organisms, reaching ages of more than 4,600 years. One tree (not shown here) is called Methuselah because it may be the world’s oldest living tree. In order to protect the tree, scientists keep its location a secret.

LE 30-4bd

Sequoia. This giant sequoia (Sequoiadendron giganteum), in California’s Sequoia National Park weighs about 2,500 metric tons, equivalent to about 24 blue whales (the largest animals), or 40,000 people. Giant sequoias are the largest living organisms and also some of the most ancient, with some estimated to be between 1,800 and 2,700 years old. Their cousins, the coast redwoods (Sequoia sempervirens), grow to heights of more than 110 meters (taller than the Statue of Liberty) and are found only in a narrow coastal strip of northern California.

LE 30-4bf

Common juniper.

The “berries� of the common juniper (Juniperus communis), are actually ovuleproducing cones consisting of fleshy sporophylls.

LE 30-6_1

Key Haploid (n) Diploid (2n)

Ovule

Cono ovulado

Megasporocyto (2n) Integumento

Cono de polen

Secci贸n Longitudinal De un cono ovulado

Micropyle

Megasporangio

Esporofito maduro (2n)

microsporocitos (2n) c茅lulas madre De las microsporas MEIOSIS Secci贸n Longitudinal De un cono De polen

Microsporangio

esporofilo

Grano de polen germinando Granos de polen (n) Que contienen Gametofitos masculinos

LE 30-6_2 Key Haploid (n) Diploid (2n)

Ovule

Ovulate cone

Pollen cone

Megasporocyte (2n) Integument Longitudinal Micropyle section of ovulate cone Megasporangium

Mature sporophyte (2n)

Microsporocytes (2n)

MEIOSIS Longitudinal section of pollen cone

Germinating Pollen pollen grain grains (n) MEIOSIS (containing male gametophytes) Megaspora Superviviente n

Sporophyll Microsporangium

Grano de polen germinando arquegonio Gametofito femenino

gameto femeninog (n)

Integumento

Germinating pollen grain (n) Discharged sperm nucleus (n) Tubo polĂ­nico

NĂşcleo del gameto femenino

LE 30-6_3 Key Haploid (n) Diploid (2n)

Ovule

Ovulate cone

Pollen cone

Megasporocyte (2n) Integument Longitudinal Micropyle section of ovulate cone Megasporangium

Mature sporophyte (2n)

Microsporocytes (2n)

MEIOSIS Longitudinal section of pollen cone

Sporophyll Microsporangium

Germinating Pollen pollen grain grains (n) MEIOSIS (containing male gametophytes) Surviving megaspore (n)

Seedling Germinating pollen grain Archegonium Egg (n) Seeds on surface of ovulate scale

Female gametophyte Germinating pollen grain (n)

Food reserves Seed coat (gametophyte (derived from Discharged tissue) (n) sperm nucleus (n) parent sporophyte) (2n) Pollen tube

Embryo (new sporophyte) (2n)

FERTILIZATION

Egg nucleus (n)

Integument

Angiosperms

Gymnosperms

Seedless vascular plants

Bryophytes (nonvascular plant)

Charophyceans

LE 30-UN598

LE 30-7

Stigma Stamen

Anther

Carpel

Style

Filament

Ovary

Petal Sepal Ovule Receptacle

Filo Anthophyta Todas las angiospermas estĂĄn clasificadas en un Ăşnico filo (anthos flor).

ADAPTACIONES REPRODUCTIVAS DE LAS ANGIOSPERMAS 

FLORES



La flor es una estructura de las angiospermas especializada para la reproducción sexual.

Polinización más dirigida que la polinización dependiente del viento de la mayoría de las gimnospermas.

Algunas angiospermas son polinizadas por el viento como las especies que viven en densas poblaciones, como los pastos y las especies de árboles de los bosques templados.









 





Una flor es un brote especializado que puede tener hasta cuatro anillos de hojas modificadas que se denominan órganos florales. Sépalos, pétalos, estambres y carpelos.

Dentro de verticilio de los pétalos se encuentran los esporofilos fértiles, órganos florales que producen esporas.

Los dos verticilos de esporofilos son los estambre y carpelos.

Los estambre, los microsporofilos, producen microsporas que dan origen a granos de polen que contienen los gametofitos masculinos.

Los carpelos son los megasporofilos que producen las megasproas y sus productos, los gametofitos femeninos.

Los verticilos florales, sépalos, pétalos, estambres y carpelos, están adheridos a una parte del tallo que se denomina receptáculo.

LE 30-8

Tomate, un fruto carnoso con las capas externa e interna de l pericarpio blandas

Pomelo rosado, un fruto carnoso con una capa externa dura de pericarpio y una capa interna blanda

Nectarina, un fruto Pulposo con una capa Externa blanda de pericarpio y una capa interna dura de pericarpio

Nuez, un fruto seco que permanece Algodoncillo, un fruto seco que Se abre por la mitad en la madurez Cerrado en lamadurez (indehiscente) (dehiscente)

FRUTOS 



 



Un fruto se compone normalmente de un ovario maduro, aunque puede incluir también otras partes de la flor. Cuando las semillas se desarrollan a partir de los óvulos, después de la fertilización, la pared del ovario aumenta de espesor.

El fruto comienza a desarrollarse después de que la polinización desencadena cambios hormonales que hacen que el ovario crezca. La pared del ovario se transforma en el pericarpio, la pared engrosada del fruto.

Cuando el ovario crece, en muchas plantas las otras partes de la flor se marchitan.

Los frutos secos de las gramíneas, que se dispersan con el viento, se cosechan cuando áun están en la planta y son alimentos básicos importantes para los seres humanos.

Los granos de cereales, como el trigo, arroz, maíz y otras gramíneas fácilmente se confunden con semillas, pero cada uno de ellos es en realidad un fruto con un pericarpio seco que se adhiere a la cubierta de la semilla dentro de la semilla.

LE 30-9

Las alas posibilitan que Los frutos del arce sean Fácilmente transportados Por el viento

Las semillas que están Dentro de bayas y otros frutos combestibles se Dispersan frecuentemente A través de las heces

Las espinas de los abrojos facilitan la dispersion De las semillas, adhiriendo Los frutos al cuerpo de los animales y desplazándose con ellos

LE 30-10a

Key Haploid (n) Diploid (2n) Microsporangio Microsporocitoss (2n)

Antera Flor madura en la Planta (2n) del esporofito

MEIOSIS Microspore (n)

Célula generativa

Ovule con megasporangio (2n)

Ovario MEIOSIS

Célula vegetativa Gametofito Masculino en El grano de polen

Megasporangio (n) megaspora (n)

Gametofito femenino Saco embrionario

Antipoda Núleos polares Sinergidas Gameto femenino

Tubo polinico Gameto masculino (n)

LE 30-10b Key Haploid (n) Diploid (2n) Microsporangium Microsporocytes (2n)

Anther Mature flower on sporophyte plant (2n)

MEIOSIS

Ovary

Microspore (n) Ovule with megasporangium (2n) Male gametophyte (in pollen grain)

Generative cell

MEIOSIS estigma Tubo Megasporangium polĂ­nico (n) Gametos Surviving masculino megaspore (n) Pollen tube

Antipodal cells Gameto femenio Saco embrionario Polar nuclei Synergids Eggs (n)

Style Pollen tube Sperm (n)

NĂşcelo del Gameto femenino

Nucleos del gameto Masculino descargado

Tube cell

Granos de poles

LE 30-10c Key Haploid (n) Diploid (2n) Microsporangium Microsporocytes (2n)

Anther Mature flower on sporophyte plant (2n)

MEIOSIS

Microspore (n) Ovule with megasporangium (2n) Male gametophyte (in pollen grain)

Ovary Semilla germinando

Generative cell

MEIOSIS Stigma Pollen Megasporangium tube (n) Sperm Surviving megaspore (n)

Embryo (2n) Endospermo 3n semilla

Pollen tube

Cubierta de la semilla

Style

Antipodal cells Female gametophyte Polar nuclei (embryo sac) Synergids Eggs (n) nĂşcleo del Endospermo en desarrollo (3n)

Pollen tube Sperm (n)

Zygote (2n) Eggs nucleus (n) FERTILIZATION

Discharged sperm nuclei (n)

Tube cell

Pollen grains

LE 38-2a

Anther

Stamen

Filament

Petal Key Haploid (n) Diploid (2n)

Receptacle

An idealized flower

Stigma

Carpel

Style Ovary

Sepal

LE 38-2b

Germinated pollen grain (n) (male gametophyte)

Anther

Ovary Ovule Embryo sac (n) (female gametophyte)

Pollen tube

FERTILIZATION

Egg (n) Mature Sperm (n) sporophyte plant (2n)

Zygote (2n)

Seed

Key

Seed

Haploid (n) Diploid (2n)

Germinating seed Simplified angiosperm life cycle

Embryo (2n) (sporophyte) Simple fruit

LE 38-4

Development of a male gametophyte (pollen grain)

Development of a female gametophyte (embryo sac)

Pollen sac (microsporangium) Megasporangium Microsporocito

Ovule MEIOSIS

Megasporocyte Integuments

Micropyle Microspores (4) Surviving megaspore Each of 4 microspores

MITOSIS Generative cell (will form 2 sperm)

Female gametophyte (embryo sac) Ovule

Male gametophyte (pollen grain)

Antipodal cells (3) Polar nuclei (2) Egg (1)

Integuments

Nucleus of tube cell

Synergids (2)

20 µm Key to labels Haploid (n) Diploid (2n)

100 µm

75 µm (LM)

Ragweed pollen grain (colorized SEM)

Embryo sac (LM)

DESARROLLO DE UN GAMETOFITO MASCULINO (GRANO DE POLEN) 



1. Cada uno de los microsporangios contiene microsporocitos diploides (células madres de las microsporas).

2. Cada microsporocito se divide por meiosis para producir cuatro microsporas haploides, cada una de las cuales se desarrolla hasta formar un grano de polen.



3. Un grano de polen se transforma en un gametofito masculino cuando su núcleo generativo se divide y forma dos gametos masculinos o células espermáticas. Esto generalmente sucede cuando un grano de polen cae sobre el estigma de un carpelo y comienza a crecer el tubo polínico.

DESAROOLLO DE UN GAMETOFITO FEMENINO (SACO EMBRIONARIO) 



1. Dentro de megasporangio del óvulo hay una gran célula diploide denominada megasporocito (célula madre de las megasporas) 2. El megasporocito se divide por meiosis y da lugar a cuatro células haploides, pero en la mayoría de las especies, solo una de ellas sobrevive como megaspora.



3. Tres divisiones mitóticas de la megaspora forman el saco embrionario, un gametofito femenino multicelular. El óvulo ahora está formado por el saco embrionario rodeado por los tegumentos (tejido de protección)

LE 38-5

Stigma

Stigma

Anther with pollen

Pin flower

Thrum flower

LE 38-6

Pollen grain

Stigma Pollen tube

If a pollen grain germinates, a pollen tube grows down the style toward the ovary.

2 sperm Style Ovary

Polar nuclei

Ovule (containing female gametophyte, or embryo sac)

Egg Micropyle

Ovule Polar nuclei The pollen tube discharges two sperm into the female gametophyte (embryo sac) within an ovule.

One sperm fertilizes the egg, forming the zygote. The other sperm combines with the two polar nuclei of the embryo sac’s large central cell, forming a triploid cell that develops into the nutritive tissue called endosperm.

Egg Two sperm about to be discharged

Endosperm nucleus (3n) (2 polar nuclei plus sperm) Zygote (2n) (egg plus sperm)

LE 30-13a

A flower pollinated by honeybees.

LE 30-13b

A flower pollinated by hummingbirds.

LE 30-13c

A flower pollinated by nocturnal animals.

LE 38-4

Development of a male gametophyte (pollen grain)

Development of a female gametophyte (embryo sac)

Pollen sac (microsporangium) Megasporangium Microsporocyte

Ovule MEIOSIS

Megasporocyte Integuments

Micropyle Microspores (4) Surviving megaspore Each of 4 microspores

MITOSIS Generative cell (will form 2 sperm)

Female gametophyte (embryo sac) Ovule

Male gametophyte (pollen grain)

Antipodal cells (3) Polar nuclei (2) Egg (1)

Integuments

Nucleus of tube cell

Synergids (2)

20 µm Key to labels Haploid (n) Diploid (2n)

100 µm

75 µm (LM)

Ragweed pollen grain (colorized SEM)

Embryo sac (LM)

LE 38-5

Stigma

Stigma

Anther with pollen

Pin flower

Thrum flower

LE 38-6

Grano de polen grain

Stigma Pollen tube

Si un grano de polen germina, un tubo polinico crece hacia abajo por el estilo en dirección al ovario.

Polar nuclei

2 sperm Style Ovary Ovule (containing female gametophyte, or embryo sac)

Egg Micropyle

Ovule Polar nuclei El tubo polínico descarga dos células espermáticas en el gametofito femenino (saco embrionario) dentro del óvulo.

Una célula espermática fertiliza a la ovocélula, formando el cigoto. La otra célula espermática se combina con los dos núcleos polares de la gran célula central del saco embrionario, dando origen a una célula triploide que se desarrola y forma un tejido nutritivo denominado endospermo

Egg Two sperm about to be discharged

Endosperm nucleus (3n) (2 polar nuclei plus sperm) Zygote (2n) (egg plus sperm)

DEL ÓVULO A LA SEMILLA 

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Después de la fecundación, cada óvulo se desarrolla hasta formar una semilla, y el ovario, a su vez, origina un fruto que encierra a la/s semilla/s.

A medida que se desarrolla el embrión a partir del cigoto, la semilla almacena proteínas, aceites y almidón en cantidades variadas, según la especies. Esta es la razón por la cual las semillas son los principales sumideros de glúcidos.

Inicialmente, estos nutrientes se almacenan en el endospermo, pero en muchas especies, en una etapa más tardía del desarrollo de la semilla, la función de almacenamiento del endospermo se traslada en mayor o menor proporción a los gruesos cotiledones del embrión.

DESARROLLO DEL ENDOSPERMO 

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Por lo general, el desarrollo del endospermo precede al del embrión. Después de la fecundación doble, el núcleo triploide de la célula central del óvulo se divide, formando una “supercélula” multinucleada de consistencia lechosa.

Esta masa líquida, el endospermo, se hace multicelular cuando la citocinesis divide al citoplasma formando membranas entre los núcleos. Finalmente, estas células “desnudas” producen paredes celulares, y el endospermo se solidifica.

La “leche” de coco es un ejemplo de endospermo liquido; la pulpa de coco es un ejemplo de endospermo sólido. La parte blanca de las palomitas de maíz también es endospermo sólido.

En los granos y en la mayoría de las otras monocotiledóneas, y también en muchas eudicotiledóneas, el endospermo almacena nutrientes que pueden ser usados por la plántula después de la germinación. En otras eudicotiledóneas ( guisante ejemplo) las reservas de alimentos del endospermo se exportan totalmente a los cotiledones antes de que la semilla finalice su desarrollo; en consecuencia, la semilla madura carece de endospermo.

LE 38-7

Ovule Endosperm nucleus Integuments Zygote

Zygote Terminal cell Basal cell Proembryo Suspensor

Basal cell Cotyledons Shoot apex Root apex Suspensor

Seed coat Endosperm

DESARROLLO DEL EMBRIÓN 

Al mismo tiempo que el óvulo se transforma en una semilla madura y los integumentos se endurecen y engrosan para formar la cubierta de la semilla, el cigoto da origen a una planta embrionaria con órganos rudimentarios.

LE 38-8a

Seed coat

Epicotyl Hypocotyl

Radicle Cotyledons Alub铆a una eudicoteled贸nea con cotiledones gruesos.

LE 38-8b

Seed coat Endosperm Cotyledons Epicotyl Hypocotyl Radicle Ricino, una eudicotieled贸nea con cotiledones delgados

LE 38-8c

Scutellum (cotyledon) Coleoptile Coleorhiza Ma铆z, una monocotiled贸nea

Pericarp fused with seed coat Endosperm Epicotyl Hypocotyl Radicle

LE 38-9a

Ovary

Stamen

Stigma

Ovule Pea flower

Seed

Pea fruit Simple fruit

LE 38-9b

Carpels

Stamen Raspberry flower Carpel (fruitlet)

Stigma Ovary

Stamen

Raspberry fruit Aggregate fruit

LE 38-9c

Flower

Pineapple inflorescence Each segment develops from the carpel of one flower

Pineapple fruit Multiple fruit

LE 38-10a

Foliage leaves Cotyledon Hypocotyl Cotyledon Hypocotyl

Epicotyl Cotyledon Hypocotyl

Radicle Seed coat Common garden bean

LE 38-10b

Foliage leaves

Coleoptile

Coleoptile

Radicle Maize

LE 38-16

Genetically modified rice

Ordinary rice

PLANTAS TRANSGÉNICAS

PLANTAS TRANSGÉNICAS 

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Desde la aparición de la agricultura la humanidad ha seleccionado las plantas que le proporcionaban un mayor rendimiento en alimentos o materias primas necesarias para la obtención de numerosos productos útiles como drogas, medicinas, colorantes y especias. Los primeros agricultores aumentaban la producción guardando para la siguiente siembra las semillas de las plantas más deseables. En los últimos cien años, con el descubrimiento de las leyes de la Herencia por Mendel y el avance de la biología vegetal, la mejora de las plantas se ha incrementado considerablemente.

Ha sido práctica habitual los cruzamientos entre individuos de la misma especie o especies próximas hasta obtener individuos híbridos portadores de la característica deseada. El principal factor limitante de este procedimiento reside en la incompatibilidad sexual entre las especies progenitoras. Si existe una gran divergencia genética o poco parentesco entre ellas la probabilidad de obtener descendencia es muy baja.

La Ingeniería genética permite el acceso y manipulación directa de los genes rompiendo las barreras impuestas por la divergencia genética. Esta tecnología nos permite no sólo introducir en una planta genes procedentes de otras especies vegetales sino también de animales y microorganismos. De esta manera se obtienen plantas transgénicas, es decir, portadoras de un gen ajeno o exógeno que se denomina transgén. Para llegar al nivel actual de desarrollo de esta rama de la ingeniería genética vegetal ha sido necesaria la aportación de los importantes avances en el conocimiento de la Biología molecular de los ácidos nucléicos y el desarrollo de la técnica del cultivo de tejidos vegetales in vitro. Las plantas transgénicas tienen en potencia múltiples aplicaciones y a continuación se nombran algunas, muchas de ellas con una importante implantación en el mercado agrícola a finales del siglo XX: -Incremento de la productividad al proteger los cultivos contra: · plagas · enfermedades · herbicidas (tolerancia a los herbicidas para eliminar las malas hierbas) · sequías · salinidad elevada del suelo -Regeneración de suelos contaminados por metales pesados con plantas transgénicas tolerantes a concentraciones elevadas de estos elementos.

-Producción de medicamentos. En 1997 se investigaba la producción de anticuerpos monoclonales, vacunas y otras proteínas terapéuticas en plantas transgénicas de maíz y soja.

-Retraso de la maduración de los frutos para conseguir dilatar el tiempo de almacenamiento.

PLANTAS TRANSGÉNICAS  

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Procedimientos para la obtención de plantas transgénicas Se emplean principalmente tres métodos para introducir genes ajenos en una planta. Todos estos métodos obtuvieron por primera vez, con más o menos éxito, plantas transgénicas en la década de los ochenta y muchas de ellas se comercializaron en los noventa.

El primer método que se ideó se basa en el mecanismo natural de infección de la bacteria del suelo Agrobacterium tumefaciens que introduce un gen de su plásmido en las células de la planta infectada.

Recordemos que un plásmido es un fragmento de ADN circular y extracromosómico que suele contener información no vital para la bacteria y cuyo tamaño es del orden del 1 al 3% del cromosoma bacteriano (fig. 1 y 3). Este gen se integra en el genoma de la planta provocándole un tumor o agalla. Se aplicó con éxito por primera vez en 1984 en el tabaco y el girasol. Las gramíneas y en general todas las monocotiledóneas presentan gran resistencia a Agrobacterium por lo cual este método es bastante inviable en un extenso grupo de plantas de gran importancia económica.

Otro método empleado para transformar genéticamente plantas es el uso de protoplastos, que son células vegetales a las que se les ha liberado de la pared celular. De esta manera queda eliminada la barrera principal para la introducción de genes foráneos. Mediante esta técnica se consiguió por primera vez cereales transgénicos en 1988.

En el año 1987 se inventa el método del microcañón o cañón de partículas que consiste en bombardear tejidos de la planta con micropartículas metálicas cubiertas del fragmento de ADN que interesa se integre en el ADN de la planta. Es el procedimiento que más éxitos ha conseguido y el que promete más avances.

PLANTAS TRANSGÉNICAS  

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Transferencia genética con Agrobacterium tumefaciens En 1970 se planteó la hipótesis de que la enfermedad de las plantas denominada agalla del cuello podría ser producida por la transferencia de material genético entre una bacteria, Agrobacterium tumefaciens, y las células vegetales. La agalla del cuello se caracteriza por la formación de voluminosas agallas, sobretodo en el cuello del tallo (zona de contacto entre el tallo y la raíz), también en las raíces y el tallo de numerosas plantas de interés agronómico. La enfermedad es de naturaleza tumoral y ya se había demostrado, a finales de los años sesenta, que las células afectadas contienen unas sustancias, las opinas (sustancias nitrocarbonadas), que no se encuentran en las células normales. También se demostró que existen varias clases de tumores en función de la concentración de opinas y que es el material genético de la bacteria el que determina este carácter ya que estas observaciones se realizaron en tejidos cultivados in vitro, es decir, en ausencia de bacterias . Se concluyó que las células tumorales habían adquirido la propiedad de sintetizar opinas durante la interacción con la bacteria. También se concluyó que la naturaleza de las opinas depende de la cepa bacteriana y también que cada cepa degrada específicamente sus propias opinas.

Quedaba demostrada la hipótesis de la transferencia de información entre la bacteria y la célula vegetal.

Schell (1973) anunció el descubrimiento en cepas de Agrobacterium tumefasciens de un plásmido de un tamaño jamás observado hasta entonces y que el plásmido llamado Ti (del inglés Tumour inducing) es portador del carácter patógeno. Más adelante se observó que todas las células de las agallas eran portadoras de un fragmento del plásmido Ti que se denominó ADN-T (ADN transferido). Se demostró después que el plásmido tenía varias funciones: la función de virulencia (Vir), responsable de la transferencia del ADN-T, la oncógena (Onc), responsable del tumor (consecuencia de la síntesis de auxina y citoquinina), la función que especifica la síntesis de opinas (Ops), moléculas que sirven de alimento a la propia bacteria, y la función catabólica (Opc, opina catabolismo). En realidad se encontraron varios segmentos Opc1, Opc2, que permiten la degradación de las opinas producidas por el tumor. Se ha de distinguir dos tipos de funciones: las funciones situadas fuera del segmento ADN-T (Vir, Opc1,Opc2) que se expresan en la bacteria y las funciones controladas por el segmento ADN-T (Onc, Ops) que se expresan en la célula vegetal después de la transferencia de este segmento (fig. 1)

PLANTAS TRANSGÉNICAS 

En resumen la bacteria no es patógena per se porque no segrega ninguna toxina que disuelva las paredes celulares como hacen otras bacterias patógenas. Sus efectos se deben a la transferencia de un segmento de ADN, el ADN-T, cuya expresión en las células vegetales es la causa de la enfermedad. La supresión en el plásmido del segmento transferido hace que la bacteria sea inofensiva sin que ello se la prive de la capacidad de transferir ADN a una célula vegetal. Por tanto se puede plantear su sustitución por un fragmento de ADN extraño.

PLANTAS TRANSGÉNICAS 

De esta manera el gen quimérico funcionó al poder ser detectada la actividad de la cloramfenicol transcetilasa en tejidos tumorales. Aún quedaba una dificultad a salvar: la regeneración de una planta entera a partir de células transformadas. Como las células transformadas eran tumorales eran incapaces de esta regeneración y el siguiente paso consistió en eliminar los genes tumorales del segmento ADN-T. De esta manera se pudo regenerar plantas enteras transgénicas que eran fértiles y con las que se pudo estudiar la transmisión de caracteres a su descendencia. Además si se escogen los promotores adecuados, es posible expresar genes en órganos específicos, como raíces, semillas y tubérculos.

PLANTAS TRANSGÉNICAS 

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El gen de la resistencia a antibióticos no tiene interés agronómico por lo que había que identificar, aislar y clonar los genes que pudiesen mejorar las plantas cultivadas. En el caso de caracteres con base genética compleja (donde intervienen numerosos genes), como la resistencia de una planta al frío, es mucho más difícil la manipulación genética que con los caracteres que se expresan como consecuencia de la actividad de un enzima.

El sueño de obtener plantas resistentes a los insectos fitófagos se ha hecho realidad con la obtención de plantas transgénicas portadoras de un gen bioinsecticida. Bacillus thruringiensis es una bacteria grampositiva del suelo que en los estadios de esporulación produce unos cristales de proteínas de propiedades insecticidas. Berliner en 1909 aisló la bacteria de los cadáveres del gusano de la harina (Ephestia kuehniella) procedente de Turingia. Al creerse que la bacteria era el causante de la muerte del insecto, sugirió la idea de recurrir a B. thuringiensis para luchar contra la plaga de insectos. Los primeros preparados comerciales aparecieron en 1938. Era práctica habitual en los agricultores tirar a voleo esporas de B. thuringiensis sobre los cultivos pero se presentaba el inconveniente de tener que realizar la práctica con una frecuencia mucho mayor que con los insecticidas químicos. A estas proteínas se las denominó cry (del inglés crystal) por su capacidad de formar cristales o ð-endotoxinas por su acumulación en el interior de las bacterias y su carácter tóxico. Las proteínas cry provocan la lisis de las células intestinales de los insectos. Estos bioinsecticidas se caracterizan por su especificidad, pues sólo son tóxicos en escarabajos, moscas y mariposas (grupos de insectos causantes de la mayoría de las plagas), y porque son prácticamente inocuas en humanos. E. Schnepf y H. Whiteley aislaron en 1981 el primer gen que codifica una proteína insecticida. Se acababa de sentar las bases para que M.D. Chilton en 1983 obtuviera las primeras plantas transgénicas de tabaco utilizando Agrobacterium tumefaciens. Le siguieron otros experimentos en diversos laboratorios de Europa y América con el tomate y la patata.

Estos experimentos sirvieron para demostrar que la expresión de proteínas insecticidas en plantas era posible y proporcionaba un método eficaz de lucha contra los insectos (fig. 3).

PLANTAS TRANSGÉNICAS 

A partir de numerosos experimentos se cambiaron muchos factores para mejorar el rendimiento: el tamaño de las microbolas, su velocidad, la inmovilización de las células vegetales y la cantidad de ADN transportado. Un problema que plantea esta técnica es que se generan dos tipos de células: las transformadas y las no transformadas dentro de un mismo órgano. Aparecen entonces competiciones entre los dos tipos celulares disminuyendo la eficacia del método. Pero por otra parte se evita el problema mayor que supone la regeneración de plantas a partir de protoplastos.

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Otras técnicas de transferencia genética Se ha intentado la transformación directa depositando una solución de ADN a transferir y de polen sobre los estigmas. De esta manera se supone que el ADN penetraría a través del tubo polínico durante su desarrollo en el estigma. Los raros éxitos conseguidos no han superado, hasta ahora, las pruebas de la expresión de los genes en la descendencia.

También se ha intentado inyectar en una célula vegetal una solución de ADN. La microinyección se realiza bajo control microscópico y con microcapilares. La microinyección resulta poco efectiva porque las puntas de los microcapilares se rompen y se obstruyen con facilidad además se necesitan inyectar al menos 10000 células, una a una, para tener la seguridad de que al menos una de ellas ha incorporado el material genético.

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PLANTAS TRANSGÉNICAS  

Especies transformadas mediante ingeniería genética Hasta 1997 se habían realizado en el mundo, unos 3650 experimentos de campo con cultivos transgénicos y con resultados positivos, de los cuales la mayoría corresponden a las especies que se indican en la tabla 1. Aproximadamente la cuarta parte de estos cultivos se han realizado con genes cry.

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Especie Experimentos de campo [%] Maíz28 Nabo18 Patata10 Tomate9,5 Soja7,5 Algodón6 Tabaco4,5 Total 83,5 Tabla 1.-Especies comerciales más importantes en las que se han conseguido plantas transgénicas y porcentaje de experimentos de campo.

Las especies vegetales transformadas por ingeniería genética hasta el año 1999 se relacionan en la tabla 2. Esta relación se ha de actualizar cada año por la gran cantidad de experimentos que se realizan en todo el mundo dedicados a la creación de nuevas aplicaciones comerciales.

comú n

de transf orma ción

comú n

de transf orma ción

Agrobacterium

Lechuga

Agrobacterium

BIOBALÍSTICA

Lino

Agrobacterium

Albaricoque

Agrobacterium

Maíz

Agrobacterium

Alerce

Agrobacterium

Alfalfa

Agrobacterium

Algodón

Agrobacterium

Manzana

Agrobacterium

Apio

Agrobacterium

Melocotón

Agrobacterium

Arándano

Agrobacterium

Melón

Agrobacterium

BIOBALÍSITCA

Mostaza

Agrobacterium

Agrobacterium

Nabo

Agrobacterium

Álamo

Arroz

BIOBALÍSTICA ELECTROPORACIÓN

BIOBALÍSTICA

ELECTROPORACIÓN

ELECTROPORACIÓN

MICROINYECCIÓN

MICROINYECCIÓN

Patata

Agrobacterium

Brócoli

Agrobacterium

Papaya

BIOBALÍSTICA

Caña de azúcar

BIOBALÍSTICA

Pepino

Agrobacterium

Ciruelo

Agrobacterium

Petunia

Agrobacterium

Agrobacterium

Rábano

Agrobacterium

POLIETIENGLICOL

Remolacha

Agrobacterium

Cítricos Clavel

Agrobacterium

Agrobacterium

Crisantemo

Agrobacterium

Espárrago

Agrobacterium

Agrobacterium

Frambuesa

Agrobacterium

BIOBALÍSTICA

Soja

Agrobacterium Fresa

ELECTROPORACIÓN

BIOBALÍSTICA

ELECTROPORACIÓN Tabaco

POLIETIENGLICOL

Girasol

Agrobacterium

Trébol

Agrobacterium

Guisante

Agrobacterium

Trigo

BIOBALÍSTICA

Hinojo

Agrobacterium

Zanahoria

Agrobacterium

Kiwi

Agrobacterium

PLANTAS TRANSGÉNICAS  

Limitaciones actuales en la creación de plantas transgénicas De lo dicho hasta ahora se desprende un gran optimismo en los avances de la ingeniería genética vegetal, pero no hemos de olvidar que actualmente existen unas limitaciones técnicas que hay que tener presente. Estas limitaciones consisten en que sólo se pueden modificar características controladas por no más de tres a cinco genes, que algunos cultivos no responden a los métodos actuales de transferencia de genes y que no siempre se pueden aislar genes de interés. Además los retrasos en la comercialización pueden deberse a problemas de índole no técnica, como la preocupación de los consumidores por la seguridad de los alimentos y el impacto ambiental.

PLANTAS TRANSGÉNICAS  

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Beneficios y riesgos en el desarrollo y aplicación del mejoramiento de cultivos por transferencia de genes Los beneficios que esgrimen los científicos dedicados a la investigación y desarrollo de las plantas transgénicas hacen referencia sobretodo a los incrementos en la producción de alimentos. En un momento en que la población mundial ronda los 6000 millones de personas y teniendo en cuenta que si el crecimiento de la población continúa con el ritmo actual del 2%, la población se duplicará de aquí a unos 35 años y que la superficie de los suelos agrícolas disminuye en un 0.1% anual, se ve la necesidad de incrementar la producción agrícola de alimentos.

Otros beneficios se derivarían de la disminución del uso de plaguicidas químicos al disponer de cultivos que no requieran estas sustancias para detener las plagas. Los plaguicidas químicos actúan sobre un amplio espectro de especies agresoras por lo que suponen un riesgo sobre la fauna y flora silvestre, siendo también productos tóxicos para el cuerpo humano. Actualmente se emplea alrededor de 10 millones de toneladas de insecticidas en todo el mundo y a pesar de todo se pierde un 35% de las cosechas mundiales por culpa de los insectos.

El problema clave de las investigaciones de los riesgos en el medio ambiente consiste en determinar de qué manera un transgén puede modificar el equilibrio del ecosistema en el que se introduce y cuáles serían las consecuencias de tal modificación. Por ejemplo, las colzas transgénicas sintetizan proteínas (glucanasa, quitinasa) capaces de destruir la pared celular de hongos patógenos, o sustancias que inhiben los enzimas digestivos de los insectos devoradores. Las abejas que liban las flores de la colza podrían quedar afectadas por la quitinasa ya que esta sustancia degradaría la quitina de la cutícula de la abeja. Los experimentos llevados a cabo, por organismos oficiales europeos, para evaluar este riesgo han demostrado que no hay motivos de preocupación por falta de riesgo significativo.

PLANTAS TRANSGÉNICAS 

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Se han creado organismos oficiales en distintos países que experimentan las nuevas biotecnologías para evaluar los riesgos de las plantas transgénicas y que pueden prohibir determinadas experimentaciones en el campo. Estos organismos para muchos científicos son una garantía de seguridad. Pero los movimientos ecologistas piensan lo contrario porque el transgén es un gen extraño al ecosistema y no ha sido sometido a presión selectiva del medio. Un ejemplo muy invocado es el del gen que determina la síntesis de una toxina dirigida contra los insectos parásitos de la planta que podría favorecer la aparición de razas de insectos resistentes a dicha toxina.

El gen de la resistencia a herbicidas no sólo puede ser transportado por el polen a especies silvestres y próximas genéticamente si no también las bacterias del suelo (Agrobacterium, Pseudomonas, etc.) podrían transmitir el trasgén a otros microorganismos del suelo o a otras plantas. El proceso sería el siguiente: cuando mueren las células de las raíces, pueden dejar en el suelo fragmentos de su material genético. Este material podría penetrar en bacterias e integrarse en su cromosoma mediante el conocido fenómeno de la transformación. La bacteria Agrobacterium tumefaciens es capaz de inyectar una parte de su material genético a una planta. ¿Pudiese ser este microorganismo el vector de transmisión de un transgén en la naturaleza?

Los ecologistas piensan que los intereses económicos de las empresas que explotan la ingeniería genética son tan importantes que no se respeta el tiempo necesario para una evaluación científica de los riesgos. También se ha criticado que se puedan evaluar los riesgos con experimentos a pequeña escala pues no se puede oponer ninguna barrera a la propagación de las especies.

PLANTAS TRANSGÉNICAS 

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también hemos de tener presente que las normativas sobre el control de las pruebas es muy diferente de un país a otro. Existen países como China o Canadá sin reglamentación alguna lo que podría llevar a los países productores a la realización de las pruebas en países con normativas más tolerantes.

También acusan los ecologistas que la investigación en este campo de la ingeniería genética esté principalmente en manos de grandes compañías que priman el rendimiento económico sin tener presente los posibles riesgos. Otra acusación contra estas compañías se refiere a la especulación que realizan sobre las patentes de plantas transgénicas que implican un dominio a escala mundial de unas pocas empresas y de unos pocos países preparados tecnológicamente. Es práctica habitual en las compañías propietarias de las patentes que exijan a los agricultores que compran sus semillas el compromiso de volver a comprarlas en cosechas sucesivas o la venta de semillas preparadas genéticamente para que su descendencia no sea fértil y así obligar al agricultor a comprar de nuevo semillas.

Hemos de concluir que en el estado actual de las investigaciones no existe consenso, entre los científicos que trabajan en este campo y el movimiento ecologista, respecto a los riesgos potenciales ligados a la diseminación de las plantas transgénicas.

Se puede explicar en parte el recelo de los ecologistas y de muchos consumidores por la aparición de esta nueva tecnología aplicada a los alimentos en una época en que surgieron graves problemas de salud pública a escala mundial como el SIDA, la enfermedad de las vacas locas, y en nuestro país la intoxicación masiva con aceite de colza.