lunes, 6 de enero de 2014

El fascinante mundo de los helechos.

De la espora al esporofito: la aventura de la vida.

Ayer trasplanté a una maceta los diminutos esporofitos de Adiantum reniforme del cultivo de esporas procedentes de Madeira, que sembré el 16 de mayo de 2010 en una fiambrera, hace ya casi cuatro años. Las esporas germinaron 27 días después. 

Esporofitos de Adiantum reniforme en el interior de la fiambrera sobre un lecho de musgos filamentosos maderenses, cuyas esporas germinaron al mismo tiempo que las esporas del helecho. Recomiendo ampliar las fotos con un doble click para ver los detalles.

Para que entendáis el proceso intentaré explicarlo de una manera sencilla, evitando al máximo los tecnicismos botánicos. La secuencia es ésta:

Fronde fértil de un helecho adulto
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Soros
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Esporangios
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Esporas
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Gametofitos o Prótalos
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Oósferas y Anterozoides
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Esporofitos o helechos bebés
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Helecho adulto

Pasemos a desgranar con imágenes cada una de estas etapas de la fascinante vida de los helechos. Empezaremos con la eterna duda de quién fue primero, el huevo o la gallina. Como todavía nadie conoce la respuesta, empezaremos por la gallina, o sea, por un helecho adulto con frondes fértiles en cuya cara inferior están sus órganos reproductivos, los soros.

Bellísimo ejemplar de Adiantum reniforme creciendo en una roca vertical del paradisíaco Bosque de los Tiles de la Isla de La Palma.

Cara superior de una fronde de Adiantum reniforme con su típica forma en abanico paypay chino. El diseño de sus nerviaciones divergentes es bellísimo. Hice esta foto en el fantástico sendero de las Vueltas de Taganana, en el Macizo de Anaga, situado en el extremo norte de la Isla de Tenerife.

Abanico paypay. Esta imagen es propiedad de la web Papercase.

Cara inferior de una fronde con su borde rodeado por soros repletos de esporangios. Fotografía realizada en Madeira.

Soros de Adiantum reniforme cubiertos por una membrana llamada indusio. En el interior de cada uno de ellos se encuentran numerosos esporangios, que en un símil animal vendrían a ser pequeños úteros repletos de esporas. 

Soros de Adiantum capillus-veneris.

Soros de Adiantum hispidulum.

Ya tenemos pues desgranada una parte del proceso reproductivo de los helechos: las hojas o frondes fértiles producen soros repletos de esporangios en cuyo interior se forman las semillas o esporas, o sea,  SOROS --> ESPORANGIOS--> ESPORAS

Fotografía microscópica a 40 aumentos de un soro de Adiantum capillus-veneris, un pariente cercano del Adiantum reniforme. Vemos las nerviaciones divergentes en abanico típicas de todos los helechos de la familia de las Adiantaceae y en el borde de la fronde una membrana en este caso transparente llamada indusio que recubre y/o protege un amasijo de esporangios que parecen bolitas negras. Dentro de cada una de estas bolitas que actúan como úteros diminutos se forman las esporas.

Esporangio de Adiantum capillus-veneris con algunas esporas en su interior tras desplegarse para dispersarlas lo más lejos posible. Vemos el anillo de células anaranjadas que actúan como una placenta alimentando a las esporas y al mismo tiempo van acumulando energía en forma de tensión, de manera que cuando los sensores de humedad y temperatura del helecho detectan que es el momento propicio para parir, liberan la tensión acumulada y el anillo se despliega explosivamente como una catapulta, desgarra la membrana transparente que rodea las esporas y éstas salen disparadas para colonizar nuevos territorios.

En esta imagen podemos ver los esporangios ya desplegados de los soros de un Adiantum trapeziforme tras la dispersión de las esporas. El indusio se ha levantado y los esporangios se han desplegado explosivamente, quedando vacíos y adheridos al borde de la fronde.

Esporangio vacío de Adiantum hispidulum. Se distinguen muy bien todas sus partes. Siguiendo con el simil de un útero animal en la parte inferior de la imagen vemos el esporangióforo que une el esporangio con la cara inferior de la fronde y actúa como un cordón umbilical, absorbiendo la savia directamente de un vaso nutricio de la fronde y transfiriéndola al anillo de células. A su vez cada una de dichas células alimenta unas cuantas esporas, como si de una microscópica placenta se tratase. La membrana transparente que vemos desgarrada sería el equivalente a la membrana amniótica que rodea el feto animal.

Esporangio completamente desplegado de Adiantum reniforme con su esporangióforo o cordón umbilical a la izquierda de la imagen, su anillo de células anaranjadas y la membrana desgarrada.

Esporas doradas de Adiantum reniforme.

Esporas de Adiantum capillus-veneris. 

Todos los helechos de la familia de las Adiantaceae tienen las esporas doradas y más o menos triangulares, recibiendo por ello el nombre de triletas.

Tras la germinación de las esporas, de cada una de ellas brota un amasijo de células verdes sin una forma definida, llamado Protonema. Poco a poco las células se van duplicando, el amasijo va adquiriendo una forma aplanada con raicillas en su parte inferior llamadas rizoides que absorben el agua y los nutrientes del sustrato y el protonema se transforma en un prótalo o gametofito. Las células tanto del protonema como del gametofito, al igual que el núcleo de la espora, son haploides, con la mitad de cromosomas que el helecho-madre.

Gametofitos o prótalos de Adiantum capillus-veneris con sus diferentes partes señaladas con una letra. Los cloroplastos verdes de sus células, equivalentes en los animales a las mitocondrias, realizan la fotosíntesis como cualquier planta.

En cada gametofito algunas células se diferencian en células reproductoras y forman los llamados gametangios, que en la imagen no se ven por estar en la cara inferior. En el centro del gametofito se encuentra el gametangio femenino, llamado arquegonio, que genera una única oósfera, es decir, un único óvulo femenino. Bajo las dos alas del prótalo o gametofito se encuentran los gametangios masculinos, llamados anteridios, que generan los anterozoides, es decir, los espermatozoides masculinos. 

Los anterozoides son flagelados. Pueden moverse como los espermatozoides animales gracias a unos flagelos móviles parecidos a los cilios de los paramecios. La oósfera emite la fitoferomona ácido málico, el perfume de las manzanas, que atrae irresistiblemente a los anterozoides que nadan hacia ella con la ayuda de los flagelos. Como ocurre en la reproducción de los animales, el anterozoide más sano y vigoroso llega el primero y fecunda la oósfera, dando lugar a una célula diploide que enseguida empieza a duplicarse alimentada por los rizoides del gametofito y se transforma en un embrión o esporofito, el cual a los pocos días emite su primera fronde y tras una larga infancia y adolescencia se transforma en un helecho adulto. 

 En el caso del Adiantum reniforme la primera fronde parece una raqueta de tenis con su pecíolo negro. Las siguientes frondes irán adquiriendo la forma típica en abanico paypay. En la imagen se ven muy bien los rizoides o raicillas en la parte inferior de los gametofitos.

Y este bellísimo Adiantum reniforme fotografiado en las afueras de la ciudad de Funchal de la Isla de Madeira es el padre-madre de los esporofitos de la foto anterior. Este helecho es una reliquia antediluviana, un verdadero fósil viviente que lleva muchos millones de años sobre la Tierra.

Para más información, ver---> Adiantum reniforme, un fósil viviente.



20 comentarios:

  1. Magnifico el reportaje
    Muy didactico

    Lluc

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  2. Con tu permiso lo utilizaré en mis clases de botánica. Un trabajo magnífico. Saludos.

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    1. Muchas gracias J.R. Espero que les sea útil a tus alumnos. Saludos.

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  3. Magnifico el reportaje como nos tiene acostumbrado.
    Saludos.

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  4. Que quieres que te diga si te lo han dicho todo. Magnifico. Besos.

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  5. Estupenda entrada; muchas gracias por compartirla Juan.
    Saludos.

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  6. Impresionante, Juan. Una clase magistral. Mi enhorabuena.

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    1. Muchas gracias, Enric. Me alegra saber que te ha gustado. Un saludo.

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  7. Espectacular Juan. En la teva línia.
    Moltes gràcies.

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