HIDROBIOLOGIA

Ciclo biológico

Todos los seres vivos se reproducen. El circulo imaginario que traza un organismo, a lo largo de su itinerario vital, desde las estructuras reproductivas con que se inicia hasta el momento en que alcanza su propia madurez para formar nuevas estructuras reproductivas semejantes a las primeras, se denomina ciclo biológico o ciclo vital.

Si bien hay especies con un mecanismo reproductivo único, muchas otras exhiben, en su ciclo vital, varios de ellos, a pesar de que baste con uno para la conservación de la especie.
En las plantas, los sistemas reproductivos pueden ser de naturaleza sexual o asexual. En cualquiera de los 2 casos, llega un momento en que las células vegetativas (integrantes del cuerpo vegetal) forman células o estructuras complejas que realizan el fenómeno reproductivo, y que, por ello, son designadas “estructuras reproductivas”.

Reproducción sexual.

Ocurre mediante el concurso sexual, es decir la fusión de gametos contrasexuados (singamia), que da origen a un zigoto. Con todas sus consecuencias evolutivas, este sistema permite la precombinación de los genes, de modo que los descendientes son genéticamente distintos a sus progenitores. La sexualidad implica que las células vegetativas, nacidas todas de procesos de mitosis, dan origen a células gaméticas; pare que ello ocurra, es imprescindible que en algún momento del ciclo se produzca meiosis, de forma que se equilibre la duplicación cromosómica operada durante la singamia original.

Reproducción asexual.

En este caso la planta da descendencia sin que medien fenómenos sexuales; hay 3 variantes al respecto: esporulación, apomixis y multiplicación vegetativa.

Esporulación: se forman esporas, esto es células reproductivas especiales, provistas por lo general de una pared muy resistente. Conforme al origen de las esporas, hay dos tipos de esporulación. Si aquéllas son el resultado de un proceso meiótico, la descendencia tiene la mitad de los cromosomas que lleva el individuo esporulante; se habla entonces de esporulación heterofásica, para contraponer a la llamada esporulación homofásica, donde el número de cromosomas permanece invariable. En este ultimo caso hay 2 posibilidades adicionales, que se tratarán mas adelante; se refieren a que las esporas intervinientes den origen a individuos semejantes a los que las engendraron (fenómeno equivalente, en su resultados, al de la multiplicación vegetativa), o a individuos diferentes, tanto por su forma como por su mecanismo reproductivo.

Apomixis: en sentido estricto este término se aplica al fenómeno por el cual se forma un embrión, sin que medien procesos sexuales. Cuando el embrión nace de un gameto femenino virgen, el fenómeno apolítico se denomina partenogénesis, para diferenciarlo de la apogamia, en donde la célula interviniente es vegetativa. Los embriones así formados poseerán dotaciones cromosómicas idénticas a las células que los originan; en consecuencia, podrán llevar el número zigótico (apomixis no reducida) o el gamético (apomixis reducida).

Multiplicación vegetativa: así se denomina el proceso que caracteriza a muchos vegetales que dan descendencia desprendiendo alguna pequeña parte de su cuerpo (en forma de bulbillos, o propágalos, etc.) la cual crece, hasta adquirir el tamaño y forma de un individuo idéntico al que se reproduce. Como el número cromosómico se mantiene invariable, las sucesivas series de descendientes serán idénticas en su genótipo, y si las características ambientales no varían, también el fenotipo se mantendrá constante.

Los cromosomas y los ciclos biológicos.

Fases nucleares.
Al tratar los sistemas reproductivos, se hizo hincapié en la importancia que tiene el número de cromosomas de la descendencia, respecto al que tiene el individuo que se produce. Cuando hay sexualidad, todo ciclo biológico presenta una manifiesta alternancia de 2 etapas, caracterizadas por el número cromosómico de las células componentes; tales etapas o períodos del ciclo vital de un organismo son conocidas como fases nucleares.
Aquellas fases cuyo número de cromosomas es el mismo que llevan las células gaméticas, es denominada haplofase o fase haploide.
Se habla de diplofase o fase diploide, cuando el número de cromosomas coincide con el que lleva el zigoto. Adviértase que cualquiera de las 2 fases comprende tanto células vegetativas como reproductivas.

Organismos haplontes, diplontes y haplodiplontes.

Los hitos que en un ciclo vital delimitan las fases nucleares son la meiosis y la singamia. Hay vegetales donde ambos procesos están muy próximos: ocurrida la singamia y formado los zigotos, estos sufren meiosis de inmediato, produciendo esporas haploides que, por sucesivas mitosis, dan origen a sendos cuerpos vegetativos haploides; esta fase dominante termina al aparece los gametos, que encierran el ciclo engendrando otra vez zigotos

El dominio de la haplofase sobre la diplofase, reducida a la célula zigótica, caracteriza a estos ciclos biológicos; por ello los organismos que los presentan se denominan haplontes, estando la diplofase reducida únicamente a una célula: el zigoto.

En un vegetal diplonte, formado el zigoto, este no es asiento de procesos de meiosis, sino de mitosis, que se repiten muchas veces en las células hijas; el cuerpo vegetativo resultante es, por ende, diploide, y en su momento, diferencia gametos por meiosis, que completan el ciclo, al fusionarse. El domino de la diplofase es absoluto, pues la haplofase está representada solo por los gametos.

Entre ambos extremos se ubican los ciclos de los Haplodiplontes; en estos organismos, la meiosis y la singamia se hallan bien separadas por fases más o menos largas; o sea que éstas no están representadas por sendas células únicas, como se vio para los haplontes y diplontes
El concepto de generación en los ciclos biológicos.

Hasta ahora los ciclos haplontes y diplontes tienen en común en que la fase que no es dominante, está representada solamente por células de naturaleza reproductiva, y carece de células vegetativas, en cambio , en haplodiplontes, ambas fases presentan sendos conjuntos de células vegetativas. Pues bien: a tales conjuntos de células vegetativas, nacidas por sucesivas mitosis a partir de una determinada célula reproductiva (espora, zigoto, o estructura equivalente como yemas adventicias, propágulos etc.) se aplica el nombre de generación. En muchos casos, por ejemplo en plantas superiores, las generaciones están representadas por individuos pluricelulares; pero cuando se trata de organismos unicelulares, se entiende por generación a todo el conjunto de células libres nacidas, por mitosis sucesivas, apartir de una misma célula reproductiva.

Esporófito y gametófito.

Cuando la generación madura, forma, a su vez, sus propias estructuras reproductivas; éstas son, precisamente, las que rigen el nombre de las 2 generaciones más comunes en el reino vegetal. Si por naturaleza asexuada las estructuras reproductivas son esporos, la generación es llamada esporófito; en cambio, si forma gametos se la denomina gametófito. En la mayoría de las especies vegetales los gametófitos producen únicamente gametos, pero hay algunas donde, además de gametos, puede formar esporas como un recurso reproductivo adicional. Esta es una gran diferencia con la generación esporofítica que nunca puede formar estructuras reproductivas de naturaleza sexual.

Sexualidad y esporidad.

Se entiende por sexualidad de un organismo a la condición según la cual puede ser distinguido por las células gaméticas que produce. Así se diferencian a los andrófitos o gametófitos masculinos por que producen gametos masculinos (espermacios, espermios o anterozoides); a los ginofitos o sea los gametofitos femeninos por que producen gametos femeninos (oosfera); y finalmente, distinguimos a los androginofitos o sea los gametófitos hermafroditas, capaces de producir gametos masculinos y femeninos sobre el mismo individuo.
La esporidad es la condición de un organismo según la cual se lo puede distinguir por el tipo de esporo que produce. Esto es, si produce un solo tipo de espora se habla de isosporia, pero si produce 2 tipos diferentes se habla de heterosporia u organismos heterosporicos

Ciclos con una generación única (Haplobiontes)

Si volvemos al caso de haplontes y diplontes, es evidente que en los ciclos respectivos, hay una generación única, que coincide sea con la haplofase o la diplofase. Evidentemente, en tales ciclos, no hay alternancia de generaciones, y solo se cumple la alternación de fases nucleares; Svedelius designo a estos vegetales con tales características como haplobiontes. La única generación que presentan es el gametófito.
Ciclo con dos generaciones (Diplobiontes)

Hay vegetales en cuyo ciclo siempre se verifica la alternancia de 2 generaciones independientes. Son llamados diplobiontes. El caso de los diplobiontes la haplofase coincide con la generación gametofítica, mientras que la diplofase lo hace con la esporofítica.

Pero hay diplobiontes con que presentan sus 2 generaciones dentro de una misma fase nuclear, que puede ser la haplofase o la diplofase.

Diplobiontes con dos generaciones en la haplofase:

Se representa un organismo vegetal cuyo ciclo biológico se inicia con las esporas haploides; estas por sucesivas mitosis, originan un conjunto de células vegetativas que, al madurar, se produce mediante esporas igualmente haploides. Se trata de un esporofito. En su momento, dichas esporas germinan, y el resultado de los procesos de mitosis que allí tienen asiento, es otra generación de células vegetativas. Como que estas originan gametos, se trata de un gametofito; al producirse la singamia con el consiguiente zigoto diploide, ocurre de inmediato un proceso meiótico, del vuelven a aparecer las esporas haploides, completándose el ciclo. Hay pues, en el mismo ciclo, 2 generaciones (una esporofítica y otra gametofítica), que alternan dentro de la haplofase; la diplofase está reducida apenas al zigoto.

Diplobiontes con dos generaciones en la diplofase

En la grafica se advertirá que se trata de un caso opuesto al anterior, pues es dentro de la diplofase que se produce la alternancia de generaciones, esporofítica una y la gametofítica la otra, pero ambas diploides.