Ejercicios: La reproducción de las plantas

Nombrá los cuatro verticilos de una flor completa (cáliz, corola, androceo y gineceo) e indicá las piezas y la función de cada uno.

Diferenciá polinización y fecundación, indicando qué viaja en cada proceso, por dónde y qué estructuras florales intervienen.

¿De qué estructura floral procede el fruto y de cuál procede la semilla? Poné un ejemplo de fruto carnoso y otro seco, indicando qué parte comemos en cada caso.

Diferenciá flor e inflorescencia, y poné un ejemplo de inflorescencia (capítulo del girasol, espiga del trigo, umbela de la zanahoria), explicando qué ventaja puede tener agrupar muchas flores pequeñas.

Explicá qué son las flores hermafroditas y las unisexuadas, y qué son las plantas monoicas y dioicas, con un ejemplo de cada caso (maíz; kiwi o acebo).

¿Qué es el néctar y qué estructuras florales lo producen (nectarios)? Explicá el «contrato» que establece entre la planta y el polinizador (alimento a cambio de transporte de polen).

Nombrá las partes del pericarpio de un fruto carnoso (exocarpio, mesocarpio y endocarpio) usando la cereza como ejemplo, y explicá la diferencia entre fruto verdadero y falso (pseudofruto: la manzana, la fresa).

Explicá qué es la germinación y qué tres condiciones externas necesita una semilla (agua, oxígeno y temperatura adecuada), razonando por qué no germinan las semillas guardadas en un frasco seco.

Describí el ciclo reproductor de una angiosperma desde que un grano de polen llega al estigma hasta que se forma la semilla: germinación del polen, tubo polínico y doble fecundación (de forma simplificada).

Compará las adaptaciones florales de las plantas anemófilas (polinizadas por viento, como las gramíneas) y de las entomófilas (polinizadas por insectos): flores, polen, néctar y eficiencia del proceso.

Observá la flor en sección de la imagen. a) Indicá qué números corresponden al androceo y al gineceo, y qué piezas forman cada uno. b) Explicá la función de las estructuras 4 y 5 durante la reproducción. c) Describí qué les ocurre a la estructura 6 y a los óvulos que contiene tras la fecundación.

Relacioná la estructura de cada diáspora con su dispersor: el papus del diente de león y las alas del fruto del arce con el viento, y el coco con el agua. Explicá qué rasgos (ligereza, superficie, flotabilidad) selecciona cada medio y por qué dispersarse lejos de la madre reduce la competencia.

La dormición sincroniza la germinación con la estación favorable. Explicá tres mecanismos que la mantienen (cubierta dura impermeable, inhibidores químicos, necesidad de un período de frío —estratificación) y qué señal rompe cada uno, poniendo un ejemplo de planta para cada mecanismo.

Algunos pinos mediterráneos conservan los conos cerrados hasta que pasa un incendio (serotinia) y ciertas semillas solo germinan con el humo. Explicá en qué consisten esas adaptaciones al fuego y qué ventaja tiene germinar justo después de un incendio (suelo libre, luz, cenizas ricas en nutrientes).

En un parque natural ibérico se analizan las diásporas de tres especies vegetales no identificadas (A, B y C):

• La diáspora A posee un pericarpo esponjoso de baja densidad con grandes lagunas aeríferas y una cutícula externa cerosa e hidrófoba.

• La diáspora B consta de una cipsela con vilano plumoso de alta superficie específica respecto a su masa (0.02 g).

• La diáspora C tiene un mesocarpo carnoso y azucarado de color rojizo vivo, y un endocarpo pétreo con lignina resistente a pH ácidos y proteasas.

1. a) Deduce el síndrome de dispersión (anemocoria, endozoocoria o hidrocoria) de cada especie, justificando qué ventaja funcional aporta cada adaptación anatómica descrita.
2. b) Propón una especie de la flora ibérica representativa para cada una de las tres estrategias descritas.
3. c) Si se construye una presa que interrumpe el caudal estacional y fragmenta el bosque de ribera, predice razonadamente cuál de las tres poblaciones sufrirá un mayor aislamiento genético y una menor distancia de reclutamiento de plántulas respecto a la planta madre.

Para estudiar la adaptación a la aridez de una planta anual del sureste ibérico, se dividen 400 semillas maduras recién cosechadas en cuatro lotes iguales sometidos a diferentes condiciones experimentales en placa de Petri a 22 °C:

• Lote 1 (Riego estándar): Humedecidas con 5 mL de agua destilada continuos. Resultado: 0 % de germinación.

• Lote 2 (Escarificación): Fricción mecánica de la cubierta seminal + 5 mL de agua destilada. Resultado: 4 % de germinación.

• Lote 3 (Lluvia torrencial simulada): Lavado continuo con corriente de agua durante 48 h (equivalente a 75 mm de precipitación) y posterior reposo húmedo. Resultado: 88 % de germinación.

• Lote 4 (Lluvia escasa simulada): Lavado breve con 5 mL durante 15 minutos (equivalente a 4 mm de precipitación). Resultado: 2 % de germinación.

1. a) Interpretá los resultados: ¿qué tipo de dormición (física por cubiertas o fisiológica por inhibidores químicos solubles) presenta la especie? Justificá la respuesta relacionándola con el balance hormonal entre el ácido abscísico (ABA) y las giberelinas.
2. b) Desde una perspectiva evolutiva, razoná por qué una mutación que desactivase la dormición y permitiese germinar al 100 % de las semillas tras un pulso de lluvia de solo 4 mm sería seleccionada negativamente (estrategia letal) en este ambiente.
3. c) Explicá el concepto de «banco de semillas persistente en el suelo» y justificá por qué la germinación fraccionada o escalonada a lo largo de varios años constituye una adaptación clave ante un régimen de precipitaciones altamente impredecible.

Un municipio rural cuenta con dos fincas agrícolas contiguas de 50 ha cada una: la Finca A cultiva almendros (Prunus dulcis) y la Finca B cultiva cebada (Hordeum vulgare). En la última década, el uso intensivo de insecticidas de amplio espectro en la zona ha provocado una caída del 75 % en las poblaciones de polinizadores silvestres (abejas solitarias, abejorros y dípteros sírfidos).

1. a) Predecí justificadamente cómo se verá afectado el rendimiento económico y la producción (en kg/ha) de cada una de las dos fincas, argumentando a partir de la morfología floral y el mecanismo de transporte de polen de cada cultivo.
2. b) El propietario de la Finca A plantea comprar y liberar colmenas de la abeja melífera doméstica (Apis mellifera) como solución exclusiva. Evaluá críticamente esta propuesta: razoná dos limitaciones ecológicas o biológicas de depender únicamente de una especie de polinizador doméstico frente a la comunidad silvestre.
3. c) Diseñá tres medidas agroecológicas concretas para implantar en los márgenes de la Finca A orientadas a recuperar y sostener a los polinizadores silvestres a largo plazo, valorando el costo o compromiso espacial que exigiría cada una al agricultor.

Un equipo de conservación costera intenta erradicar dos especies invasoras en un sistema dunar:

• Caso 1: La uña de gato (Carpobrotus edulis), una planta crasa rastrera, es triturada y desbrozada mecánicamente con maquinaria pesada 'in situ'. A los cuatro meses, la densidad de cobertura de la planta se ha multiplicado por tres en toda la zona tratada.

• Caso 2: El plumero de la pampa (Cortaderia selloana), una gramínea cespitosa gigante dioica, es talado a ras de suelo justo al finalizar el verano, retirando los ejemplares adultos. A la primavera siguiente nacen decenas de miles de plántulas en un radio de más de 2 km a sotavento.

1. a) Justificá el fracaso de ambas intervenciones explicando qué estrategia reproductiva (sexual o asexual) y qué tipo de propágulo o diáspora ha aprovechado cada especie para reaccionar con ese vigor.
2. b) Diseñá una modificación metodológica para la erradicación de la uña de gato que evite la dispersión de propágulos vegetativos y asegure la eliminación definitiva del banco de biomasa sin erosionar la duna.
3. c) Proponé tres criterios biológicos estrictamente reproductivos (relativos al tipo de polinización, la tasa de fecundidad, la dispersión o la persistencia de semillas) que justifiquen prohibir por ley la venta de una planta ornamental en jardinería antes de que demuestre su potencial invasor.

Un centro internacional de recursos genéticos recibe dos colecciones de germoplasma vegetal: el Lote 1 contiene semillas de lenteja silvestre (Lens culinaris) y el Lote 2 contiene semillas de aguacate (Persea americana). Se aplica a ambos lotes el protocolo estándar de bancos de semillas como el de Svalbard: deshidratación forzada hasta un 5 % de contenido de agua y posterior congelación a -18 °C.

1. a) Tras un año de almacenamiento, se ensaya la germinación: el Lote 1 muestra un 95 % de viabilidad, mientras que en el Lote 2 la viabilidad es del 0 % y los embriones muestran lisis celular generalizada. Justificá fisiológicamente este resultado diferenciando entre semillas ortodoxas y recalcitrantes, y explicando qué daños celulares provoca el frío bajo cero en tejidos vegetales no tolerantes a la desecación.
2. b) Diseñá dos estrategias alternativas de conservación 'ex situ' para mantener a largo plazo la diversidad genética del Lote 2, teniendo en cuenta que sus semillas no toleran el almacenamiento convencional.
3. c) En el contexto de la emergencia climática actual, argumentá por qué la conservación de variedades silvestres y tradicionales con menores rendimientos inmediatos en bancos de germoplasma resulta biológicamente más valiosa para el futuro de la humanidad que la preservación exclusiva de las pocas variedades comerciales hiperproductivas que dominan el mercado actual.

Reto del tema. ¿Alguna vez has pensado cómo las plantas coordinan la maduración de sus frutos para asegurar su dispersión? Convertí tu cocina en un laboratorio botánico para analizarlo.

1. Inventario reproductivo: Seleccioná dos vegetales de tu despensa: uno fruto de la reproducción sexual (con semillas, como un tomate o chile pimiento) y otro de multiplicación vegetativa asexual (un tubérculo o bulbo). Describí en una ficha sus estructuras reproductoras y el modo en que originan un nuevo individuo.

2. Bioensayo de fitohormonas: Conseguí dos muestras inmaduras idénticas (guineos verdes o tomates). Introducí una en una bolsa cerrada junto a una fruta madura (gran emisora de etileno) y dejá el testigo al aire libre. Registrá los cambios de textura y color cada $12.0$ horas durante $48$ horas, valorándolos en una escala de maduración de $1.0$ a $5.0$.

3. Informe razonado: Diseñá un breve informe (tabla comparativa y conclusiones) en el que expliqués el efecto fisiológico del etileno frente a auxinas o giberelinas, y argumentés la ventaja adaptativa de alternar reproducción sexual y asexual en las angiospermas.

Se valorará:

• Identificación precisa y anatómica de las estructuras reproductivas analizadas.

• Rigor metodológico en el registro sistemático de datos del bioensayo.

• Justificación biológica del papel de las fitohormonas y del éxito adaptativo de la reproducción vegetal.