Semilla, el cuerpo reproductivo característico tanto de las angiospermas (plantas con flores) como de las gimnospermas (p. ej., coníferas, cícadas y ginkgos). Esencialmente, una semilla consiste en una planta en miniatura sin desarrollar (el embrión), que, sola o en compañía de alimentos almacenados para su desarrollo temprano después de la germinación, está rodeada por una capa protectora (la testa). Con frecuencia de tamaño pequeño y con demandas insignificantes sobre su entorno, las semillas son eminentemente adecuadas para realizar una amplia variedad de funciones cuyas relaciones no siempre son obvias: multiplicación, perennación (sobrevivir a temporadas de estrés como el invierno), latencia (un estado de desarrollo detenido) y dispersión. La polinización y el "hábito de la semilla" se consideran los factores más importantes responsables del abrumador éxito evolutivo de las plantas con flores, que suman más de 300.000 especies.
La superioridad de la dispersión por medio de semillas sobre el método más primitivo que involucra esporas unicelulares radica principalmente en dos factores: la reserva almacenada de material nutritivo que brinda a la nueva generación un excelente comienzo de crecimiento y la estructura multicelular de la semilla. Este último factor brinda una amplia oportunidad para el desarrollo de adaptaciones para la dispersión, como penachos para la dispersión por el viento, púas y otros.
- semillas de alcaravea
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- semillas de ricino
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Económicamente, las semillas son importantes principalmente porque son fuentes de una variedad de alimentos, por ejemplo, los granos de cereales, como el trigo, el arroz y el maíz; las semillas de frijoles, guisantes, cacahuetes, soja, almendras, girasoles, avellanas, nueces, pecanas y nueces de Brasil. Otros productos útiles proporcionados por las semillas son abundantes. Los aceites para cocinar, producir margarina, pintar y lubricar están disponibles a partir de las semillas de lino, colza, algodón, soja, amapola, ricino, coco, sésamo, cártamo, girasol y varios cereales. Los aceites esenciales se obtienen de fuentes como las "bayas" de enebro, que se utilizan en la fabricación de ginebra. Los estimulantes se obtienen de tales fuentes como las semillas de café, cola, guaraná y cacao. Especias: de semillas de mostaza y nuez moscada; del arilo (“maza”) que cubre la semilla de nuez moscada; de las semillas y frutos de anís, comino, alcaravea, eneldo, vainilla, pimienta negra, pimienta de Jamaica y otros—forman un gran grupo de productos económicos.
La naturaleza de las semillas.
Semillas de angiospermas
En la típica planta con flores, o angiosperma, las semillas se forman a partir de cuerpos llamados óvulos contenidos en el ovario, o parte basal de la estructura de la planta femenina, el pistilo. El óvulo maduro contiene en su parte central una región llamada nucela que a su vez contiene un saco embrionario con ocho núcleos, cada uno con un juego de cromosomas (es decir, son núcleos haploides). Los dos núcleos cerca del centro se denominan núcleos polares; el óvulo, u oósfera, está situado cerca del extremo micropilar (“abierto”) del óvulo.
Con muy pocas excepciones (por ejemplo, el diente de león), el desarrollo del óvulo en una semilla depende de la fertilización, que a su vez sigue a la polinización. Los granos de polen que caen en la superficie receptiva superior (estigma) del pistilo germinarán, si son de la misma especie, y producirán tubos polínicos, cada uno de los cuales crece dentro del estilo (la parte superior del pistilo) hacia un óvulo. . El tubo polínico tiene tres núcleos haploides, uno de ellos, el llamado núcleo vegetativo o tubular, parece dirigir las operaciones de la estructura en crecimiento. Los otros dos, los núcleos generativos, pueden considerarse como espermatozoides inmóviles. Después de llegar a un óvulo y salir de la punta del tubo polínico, un núcleo generativo se une con el óvulo para formar un cigoto diploide (es decir, un óvulo fertilizado con dos juegos completos de cromosomas, uno de cada padre). El cigoto sufre un número limitado de divisiones y da lugar a un embrión. El otro núcleo generativo se fusiona con los dos núcleos polares para producir un núcleo triploide (tres conjuntos de cromosomas), que se divide repetidamente antes de que se produzca la formación de la pared celular. Este proceso da origen al endospermo triploide, un tejido nutritivo que contiene una variedad de materiales de almacenamiento, como almidón, azúcares, grasas, proteínas, hemicelulosas y fitato (una reserva de fosfato).
Los eventos que acabamos de describir constituyen lo que se llama el proceso de doble fertilización, uno de los rasgos característicos de todas las plantas con flores. En las orquídeas y en algunas otras plantas con semillas diminutas que no contienen materiales de reserva, se suprime por completo la formación de endospermo. En otros casos, está muy reducido, pero los materiales de reserva están presentes en otros lugares, por ejemplo, en los cotiledones u hojas de semillas del embrión, como en los frijoles, la lechuga y los cacahuates, o en un tejido derivado de la nucela, el perispermo. , como en el café. Otras semillas, como las de la remolacha, contienen perispermo y endospermo. La cubierta de la semilla, o testa, se deriva de uno o dos tegumentos protectores del óvulo. El ovario, en el caso más simple, se convierte en un fruto. En muchas plantas, como las gramíneas y la lechuga, el tegumento exterior y la pared del ovario están completamente fusionados, de modo que la semilla y el fruto forman una sola entidad; tales semillas y frutos pueden describirse lógicamente juntos como "unidades de dispersión" o diásporas. Sin embargo, con mayor frecuencia, las semillas son unidades discretas unidas a la placenta en el interior de la pared de la fruta a través de un tallo o funículo.
El hilio de una semilla liberada es una pequeña cicatriz que marca su antiguo lugar de unión. La cresta corta (rafe) que a veces se aleja del hilio está formada por la fusión del tallo de la semilla y la testa. En muchas semillas, el micropilo del óvulo también persiste como una pequeña abertura en la cubierta de la semilla. El embrión, ubicado de diversas formas en la semilla, puede ser muy pequeño (como en los ranúnculos) o puede llenar la semilla casi por completo (como en las rosas y las plantas de la familia de la mostaza). Consta de una parte de la raíz, o radícula, un posible brote (plúmula o epicótilo), uno o más cotiledones (uno o dos en plantas con flores, varios en Pinus y otras gimnospermas) y un hipocótilo, que es una región que conecta la radícula y plúmula. Una clasificación de las semillas puede basarse en el tamaño y la posición del embrión y en la proporción del embrión con respecto al tejido de almacenamiento; la posesión de uno o dos cotiledones se considera crucial para reconocer dos grupos principales de plantas con flores, las monocotiledóneas y las eudicotiledóneas.
Las plántulas, que surgen de embriones en proceso de germinación, se clasifican en epígeas (cotiledones por encima del suelo, generalmente verdes y capaces de realizar la fotosíntesis) e hipogeas (cotiledones por debajo del suelo). Particularmente en las monocotiledóneas, pueden desarrollarse órganos absorbentes especiales que movilicen los materiales de reserva y los retiren del endospermo; por ejemplo, en las gramíneas, el cotiledón se ha modificado en un escutelo (“escudo”) secretor de enzimas entre el embrión y el endospermo.
Semillas de gimnospermas
En las gimnospermas (plantas con “semillas desnudas”, como las coníferas, las cícadas y el ginkgo), los óvulos no están encerrados en un ovario sino que se encuentran expuestos en estructuras similares a hojas, las megasporofilas. Un lapso de tiempo largo suele separar la polinización y la fertilización, y los óvulos comienzan a convertirse en semillas mucho antes de que se haya logrado la fertilización; en algunos casos, de hecho, la fertilización no se produce hasta que los óvulos ("semillas") se han desprendido del árbol. En el pino europeo o silvestre (Pinus sylvestris), por ejemplo, las piñas femeninas (esencialmente colecciones de megasporofilas) comienzan a desarrollarse en invierno y están listas para recibir el polen de las piñas masculinas en primavera. Durante la primera temporada de crecimiento, el tubo polínico crece lentamente a través de la nucela, mientras que dentro del óvulo el núcleo de megasporas, a través de una serie de divisiones, da lugar a una colección de unos 2000 núcleos, que luego se encierran individualmente por paredes para formar una estructura. llamado gametofito femenino o prótalo. En el extremo micropilar del óvulo se desarrollan varios arquegonios (órganos femeninos en forma de botella), cada uno de los cuales contiene una oosfera ("huevo"). El tubo polínico finalmente penetra en el cuello de uno de los arquegonios. Sin embargo, no es sino hasta la segunda temporada de crecimiento que el núcleo de una de las células masculinas del tubo se une con el núcleo de la oosfera. Aunque se puede fertilizar más de un archegonium, solo uno da lugar a un embrión viable. Durante el desarrollo de este último, parte del prótalo se descompone y se utiliza. El resto, denominado endospermo, rodea al embrión; se moviliza más tarde, durante la germinación de la semilla, proceso que ocurre sin demora cuando las semillas se liberan del cono femenino durante el tercer año después de su iniciación.
