Las espermatofitas o fanerógamas, también conocidas como plantas con semilla, son un gran linaje monofilético de plantas perteneciente al grupo de las lignofitas (plantas leñosas) y en el cual se clasifican tanto las angiospermas (plantas con flor) como las gimnospermas (coníferas y similares).

Las espermatofitas forman un grupo separado de las lignofitas gracias a la característica compartida del desarrollo de la semilla, que se describe en los libros de texto como una novedad evolutiva para el grupo.

La palabra espermatofita significa, literalmente, “plantas con semillas”, pues proviene de los vocablos griegos sperma, que significa semilla, y fiton, que quiere decir planta.

Las espermatofitas son de los organismos más importantes sobre la Tierra, pues tanto angiospermas como gimnospermas son dos grupos sumamente abundantes y esenciales para el funcionamiento de prácticamente todos los ecosistemas terrestres.

Las plantas con semillas son probablemente el grupo más familiar para la mayor parte de las personas, no solo desde la perspectiva alimenticia (pues a partir de las semillas de muchas plantas se obtienen aceites, almidones y proteínas), sino también desde el punto de vista paisajístico.

Son espermatofitas las secuoyas gigantes de California, los grandes y frondosos árboles de la selva amazónica, los lirios y las rosas, el arroz, la avena, el maíz, el trigo y la cebada, entre miles de otros.

– Semillas. Poseen semillas, que protegen y nutren al embrión.

– Tejidos. Son plantas vasculares, con tejidos conductores (xilema y floema). Presentan raíces, tallos y hojas bien desarrollados.

– Ciclo de vida. Tienen un ciclo de vida en el que predomina el esporófito. Se reproducen mediante polen y óvulos, por lo que no necesitan agua para la fecundación. 

– Hábitats. Pueden vivir en una gran variedad de ambientes terrestres.

– Órganos principales. Raíz: fija la planta al suelo, absorbe agua y sales minerales. En algunas especies almacena sustancias de reserva. Tallo: sostiene hojas, flores y frutos, transporta agua y nutrientes, puede ser leñoso o herbáceo. Hojas: realizan la fotosíntesis, intercambian gases con el ambiente, regulan la pérdida de agua mediante los estomas.

– Reproducción. Forman polen, que transporta los gametos masculinos. Producen óvulos, que al fecundarse originan semillas. La polinización puede realizarse por viento, agua o animales. Las semillas facilitan la dispersión y la supervivencia del embrión.

– Clasificación. Se clasifican en gimnospermas (sus semillas quedan expuestas, sin fruto, producen conos o piñas. Ejemplos: pinos, cipreses y abetos) y angiospermas (sus semillas están protegidas dentro de un fruto, producen flores y son el grupo de plantas más diverso).

Las plantas con flor (angiospermas) crecen virtualmente en cualquier región habitable de la Tierra (excepto los bosques de coníferas), e incluso pueden dominar algunos ecosistemas acuáticos. Por lo tanto, son capaces de habitar desiertos, llanuras, serranías, océanos, mares y ríos.

Similarmente, las gimnospermas, otras de las plantas con semillas, también tienen gran plasticidad respecto al hábitat que pueden ocupar, aunque están más restringidas a ambientes terrestres y no acuáticos.

El ciclo de vida de las espermatofitas se conoce como espórico, donde predomina el esporofito y se producen semillas, y el gametofito, a diferencia de otros grupos de plantas, está reducido en el interior del óvulo o del grano de polen.

• Alternancia de generaciones. De esto se entiende que todas las plantas con semillas tienen alternancia de generaciones, una gametofítica y otra esporofítica, pero el gametofito solo se desarrolla cuando las plantas alcanzan la adultez o etapa reproductiva. Los esporofitos portan las estructuras especializadas donde se producen los gametofitos femenino y masculino. Los microsporangios producen los granos de polen (masculino) y los megasporangios producen las megasporas u óvulos (femenino). En algunos casos, tanto el megasporangio como el microsporangio se encuentran en individuos o estructuras diferentes (gimnospermas) pero, por lo general, en la mayoría de las plantas, ambos se encuentran en una misma estructura conocida como flor (angiospermas).
• Las flores. Una flor es una estructura especializada para la reproducción y surge del vástago como una extensión del cuerpo de la planta. El megasporangio contenido en las flores tiene un recipiente (el ovario) que funciona en la recepción de los granos de polen, producidos por el microsporangio (de la misma flor o de flores diferentes). Los óvulos dentro del ovario tienen todos los nutrientes necesarios para soportar el desarrollo del embrión, la semilla y el fruto, proceso que ocurre después de la polinización y la fertilización del óvulo por un grano de polen. Las semillas así producidas pueden dispersarse por distintos medios y, una vez que germinan, forman un nuevo esporofito que podrá repetir el ciclo vital.

Las espermatofitas son plantas sumamente diversas, con ciclos de vida, formas, tamaños y modos de vida muy diferentes.

A este grupo pertenecen todas las plantas con flor conocidas, prácticamente todas las plantas consumidas como alimento y los grandes y majestuosos árboles que forman los bosques y las selvas que sustentan la vida de los animales.

• Manzana. Típica de la época otoñal de muchos países estacionales, pertenece a la especie Malus domestica, es parte de la división Magnoliophyta y del orden Rosales.
• Pinus mugo. Especie de pino arbustivo que crece en los Alpes y del cual se extraen algunos compuestos con propiedades expectorantes, antiasmáticas y desinfectantes.
• Trigo. El pan está hecho con harinas producidas a partir de las semillas del trigo, una especie de angiosperma perteneciente al género Triticum y que recibe el nombre de Triticum aestivum.

La evolución de las plantas con semillas está estrechamente relacionada con la evolución de dos estructuras: las semillas y los granos de polen.

• Evolución de las semillas. Es un proceso que ocurrió en varios pasos, pero no se conoce la secuencia exacta de los mismos, pudiendo haber sucedido que dos o más ocurrieran al mismo tiempo. A continuación, se presentan los “pasos” de la evolución de las semillas como algunos autores lo plantean:
  • Heterosporia. El término alude a la formación de dos tipos de esporas haploides (con la mitad de la carga cromosómica de la planta que les dio origen) en el interior de dos esporangios diferentes:
    • Las megasporas: de gran tamaño y en poco número, producidas por meiosis en una estructura conocida como megasporangio. Cada megaspora se desarrolla en el interior del gametofito femenino, donde se encuentran los arquegonios.
    • Las microsporas: los productos meióticos del microsporangio. Las microsporas se originan en el gametofito masculino, donde se encuentran los anteridios.

Se plantea como uno de los pasos imprescindibles durante la evolución de las espermatofitas, debido a que la condición ancestral consistía en la homosporia, es decir, la producción de un solo tipo de esporas (esporas iguales).

• • Endosporia. Además de la formación de dos tipos diferentes de esporas, las espermatofitas desarrollaron otra condición conocida como endosporia, que consiste en el desarrollo completo del gametofito femenino en el interior de la pared original de la espora. La condición ancestral se conoce como exosporia, y tiene que ver con la germinación de la espora y su crecimiento como un gametofito externo.
  • Reducción del número de megasporas. Las plantas con semillas se caracterizan por producir una sola megaspora, característica que se piensa pudo haber evolucionado por dos vías. Inicialmente tuvieron que haber adquirido la capacidad de reducir el número de células que sufrían meiosis en el interior del megasporangio a una sola; es importante comentar que cada célula de estas se conoce como megasporocito o célula madre de la megaspora. Después de la meiosis, un solo megasporocito diploide da lugar a 4 megasporas haploides. Tres de estas megasporas abortan, dejando una sola megaspora funcional que incrementa de tamaño, lo que se correlaciona con el aumento del tamaño y de los recursos nutricionales en el megasporangio.
  • Retención de la megaspora. Una de las condiciones o características ancestrales de las espermatofitas es que la megaspora es liberada del megasporangio, cosa que cambió en este grupo, pues en estas plantas la megaspora, una vez producida, es retenida dentro del megasporangio. Esta nueva adquisición evolutiva se acompañó, a su vez, de una reducción en el grosor de la pared celular de la megaspora.
  • Evolución del integumento. Muchos autores consideran que este fue uno de los últimos eventos que tuvieron lugar durante la evolución de las plantas con semillas. Se trata de la cubierta del megasporangio por un tejido especial llamado integumento, el cual lo rodea casi completamente, con la expresión del extremo distal. El integumento crece a partir de la base del megasporangio, que se denomina en muchos textos nucela. Los registros fósiles demuestran que el integumento evolucionó primero como dos lóbulos separados, sin embargo, todas las plantas con semilla que existen en la actualidad tienen un integumento que consiste en una cubierta continua que rodea la nucela excepto en el micrópilo, que es el extremo distal. El micrópilo es el sitio de entrada de los granos de polen o del tubo polínico durante la fertilización de la megaspora, por lo que participa activamente en dicho proceso.
• Evolución de los granos de polen. La evolución de las semillas estuvo acompañada directamente de la evolución de los granos de polen. Un grano de polen es un gametofito endospórico masculino inmaduro. La endosporia en estas estructuras evolucionó de forma similar a como ocurrió en las semillas, pues implicó el desarrollo del gametofito masculino en el interior de las paredes de la espora. Son inmaduros porque cuando se liberan todavía no están completamente diferenciados. A diferencia de otros tipos de plantas, los granos de polen son muy diferentes a las megasporas. Estos son gametofitos masculinos extremadamente reducidos, los cuales consisten en unas pocas células. Cuando son liberados del microsporangio, los granos de polen deben ser transportados hacia el micrópilo del óvulo, para que tenga lugar la fertilización. El carácter ancestral de la polinización fue anemófilo (polinización por viento). Una vez en contacto con el óvulo, el gametofito masculino completa su desarrollo al dividirse por mitosis y diferenciarse. A partir de este crece un tubo polínico exospórico (fuera de la espora), que funciona como un órgano para la absorción de nutrientes alrededor del tejido esporofítico.
  • El tubo polínico. Todas las plantas con semillas que existen hoy tienen gametofitos masculinos capaces de formar un tubo polínico poco después de entrar en contacto con el tejido de la megaspora (la nucela). La formación del tubo polínico se conoce como sifonogamia. Además de funcionar como órgano para la absorción de alimentos, sirve en la entrega de las células espermáticas hacia el huevo del óvulo.

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