La reproducción de las plantas

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

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

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

Explica 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).

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

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

Compara 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.

La orquídea Ophrys imita a una abeja hembra y atrae a los machos, que polinizan al intentar copular. Explica qué es la coevolución entre flor y polinizador, qué rasgos de la flor (forma, color, olor) participan en el engaño y por qué una especialización tan extrema es a la vez una ventaja y un riesgo.

Un municipio rural cuenta con dos explotaciones 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 el condado ha provocado una caída del 75 % en las poblaciones de polinizadores silvestres (abejas solitarias, abejorros y moscas sírfidas).

1. a) Predice 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. Evalúa críticamente esta propuesta: razona dos limitaciones ecológicas o biológicas de depender únicamente de una especie de polinizador doméstico frente a la comunidad silvestre.
3. c) Diseña 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.

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

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

Describe 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).

Muchas plantas con flores hermafroditas no pueden autofecundarse. Explica dos mecanismos que lo evitan (maduración escalonada de estambres y estigma, autoincompatibilidad genética) y razona qué ventaja evolutiva tiene impedir la autofecundación aunque arriesgue quedarse sin semillas.

Explica 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.

Relaciona 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. Explica qué rasgos (ligereza, superficie, flotabilidad) selecciona cada medio y por qué dispersarse lejos de la planta madre reduce la competencia.

La dormición sincroniza la germinación con la estación favorable. Explica tres mecanismos que la mantienen (cubierta dura impermeable, inhibidores químicos, necesidad de un periodo 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. Explica 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 nacional de EE. UU. 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 de Estados Unidos representativa para cada una de las tres estrategias descritas.
3. c) Si se construye una represa 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 suroeste de EE. UU., 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) Interpreta los resultados: ¿qué tipo de dormición (física por cubiertas o fisiológica por inhibidores químicos solubles) presenta la especie? Justifica la respuesta relacionándola con el balance hormonal entre el ácido abscísico (ABA) y las giberelinas.
2. b) Desde una perspectiva evolutiva, razona 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) Explica el concepto de «banco de semillas persistente en el suelo» y justifica por qué la germinación fraccionada o escalonada a lo largo de varios años constituye una adaptación clave ante un régimen de precipitaciones altamente impredecible.

En un yacimiento arqueológico del Neolítico se analizan muestras de trigo datadas en dos momentos históricos:

• Muestra 1 (hace 10 500 años): El 82 % de los restos de espiga corresponden a nudos de raquis con cicatrices de desarticulación espontánea lisa (raquis quebradizo) y cariópsides con glumas firmemente adheridas.

• Muestra 2 (hace 7 000 años): El 96 % de las espigas presentan raquis con fractura irregular provocada por golpeo mecánico y granos desnudos que se desprenden con facilidad de la cascarilla.

1. a) Interpreta el cambio observado entre ambas muestras en términos de selección artificial: ¿por qué los primeros agricultores seleccionaron inconscientemente mutantes con raquis no quebradizo y grano libre?
2. b) Justifica por qué el fenotipo de la Muestra 2 representaría una mutación claramente desventajosa (suicida) para la planta en un ecosistema natural, argumentando la dependencia absoluta que el trigo actual tiene de la siembra humana para evitar la competencia intraespecífica y asegurar su dispersión.
3. c) A diferencia de los cereales anuales domesticados por semilla, muchos frutales domesticados en la Antigüedad (como la higuera, el olivo o la vid) se multiplicaron mediante esquejes e injertos. Justifica la ventaja genética que ofrecía la propagación asexual para conservar los caracteres deseados frente a la reproducción por semillas en especies alógamas y heterocigotas.

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) Justifica 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) Diseña 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) Propón 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 agricultor cultiva en huertos vecinos dos variedades comerciales compradas en vivero: calabacines híbridos F1 (obtenidos del cruce de dos líneas puras homocigotas para conseguir frutos rectos y muy vigorosos) y tomates tradicionales de una variedad local antigua. Al finalizar la temporada, recoge semillas de los mejores frutos de ambos cultivos y las siembra en la temporada siguiente:

1. a) Al recoger la cosecha de calabacines de segunda generación (F2), el agricultor descubre con sorpresa una enorme heterogeneidad: calabacines amargos y rugosos, otros deformes y plantas con rendimientos muy inferiores a los del año anterior. Justifica genéticamente este fenómeno aplicando las leyes de Mendel y los conceptos de heterosis (vigor híbrido) y segregación alélica en la F2.
2. b) En cambio, las plantas de tomate obtenidas de sus propias semillas conservan fielmente la calidad organoléptica y la uniformidad de la cosecha anterior. Justifica esta diferencia basándote en la morfología floral (cleistogamia o estigma inserto) y en la estrategia de polinización predominante (autogamia frente a alogamia) de cada especie.
3. c) Evalúa el impacto socioeconómico y ecológico de que la agricultura comercial dependa casi exclusivamente de semillas híbridas F1: contrasta la dependencia anual del agricultor respecto a las empresas semilleras con la pérdida de agrobiodiversidad frente a estreses ambientales imprevistos.