La Polinizacion de las Plantas Agentes y Mecanismos Tipos



La Polinización de las Plantas
Tipos, Agentes y Mecanismos

Las abejas y otros insectos tan comunes en las flores durante los meses de verano, no se dedican solamente a alimentarse del néctar, sino que están realizando un servicio vital para la planta. Cuando los insectos revolotean de flor en flor, están llevando involuntariamente polen de una parte a otra y realizando la polinización de las flores.Se llama polinización al paso o tránsito del polen desde el estambre en que se ha producido hasta el pistilo en que ha de germinar.

El trasporte de polen desde los estambres hasta el estigma es un proceso que recibe el nombre de polinización, y es la primera fase del ciclo por el cual las células masculinas llegan a las células femeninas, u óvulos, para formar las semillas. La segunda fase del proceso (fecundación) se describirá más abajo.

Todas las partes de la flor pueden desempeñar un papel en la polinización, pero los principales órganos que aquí intervienen son los estambres y el estigma. Cada estambre (órgano masculino) consiste en un filamento y un par de anteras, que son los sacos productores de polen. Cuando los granos de polen están maduros, las paredes de la antera se abren y los dejan en libertad.

El estigma es la superficie de recepción de la parte femenina de la flor, el carpelo. El estigma puede estar colocado, o no, sobre una columna, el estilo. Cuando el polen de la misma especie cae sobre el estilo, el proceso de la fecundación comienza.

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Partes de una flor

Cuando las semillas se producen mediante la trasferencia de polen de una flor a otra (polinización cruzada), las plantas resultantes son, a menudo, más vigorosas que si el polen y el óvulo (célula femenina) procediesen de la misma flor (autopolinización).

No es sorprendente, por lo tanto, que la mayoría de las flores tengan algún método de evitar la autopolinización y de asegurar la polinización cruzada. Las flores que están adaptadas a la polinización cruzada producirán una descendencia más robusta, y con más posibilidades que las no adaptadas a ella.

Así se va introduciendo la propiedad que sirve para asegurar este tipo de polinización entre las distintas plantas de la especie, o, dicho de otro modo, la planta va evolucionandp hacia la adquisición de esta posibilidad.

La mayoría de las flores contienen a la vez estambres y carpelos (son hermafroditas), pero algunas plantas tienen flores con un solo sexo. Ciertas especies (por ejemplo, el sauce) tienen incluso las flores  masculinas  y  femeninas  en plantas de morfología distinta. En estos casos, la autopolinización es imposible. Cuando en la misma flor existen órganos de los dos sexos, la autopolinización se evita por la separación de las anteras o de los estigmas en el espacio o en el tiempo.

En la antena del estambre se libera el polen y cae en el óvulo de la misma flor

En una flor erecta, las anteras pueden estar debajo de los estigmas, y lo contrario ocurre en una flor colgante, de tal forma que el polen no cae en los estigmas. El mecanismo más frecuente, es que los estambres maduren antes de que el estigma esté preparado para recibir el polen. Esto es lo que se conoce con el nombre de protandria. El proceso inverso (protoginia) se encuentra en algunas flores, cuyos estigmas maduran antes de que los estambres dejen caer el polen.

Cierto número de plantas cuyas flores no están adaptadas estructuralmente para evitar la autopolinización son autoestériles. El polen cae sobre el estigma, pero no se realiza la fecundación, por existir, al parecer, una barrera química. En ciertos experimentos de genética, realizados para obtener nuevas variedades de plantas, es necesario evitar la autopolinización, incluso para especies de plantas que la poseen como un mecanismo normal.



Para ello, se procede a amputar artificialmente los estambres, y a realizar la polinización frotando el estigma con estambres tomados de otra flor, con la que se quiere realizar el cruzamiento. Con frecuencia, se cubren las flores con bolsitas o cucuruchos de papel, para impedir el acceso al estigma del polen de otras flores extrañas al experimento. En otros casos, interesa, por el contrario, favorecer la autopolinización, a fin de obtener líneas o variedades puras.

Los resultados de la polinización cruzada entre dos variedades muy diferentes son, con frecuencia, una descendencia de mayor vigor, lo cual puede tener agrícolamente un gran interés. Éste es el caso de los maíces «híbridos», en los que se busca obtener este fenómeno por la polinización de dos variedades puras diferentes.

A pesar de que la polinización cruzada es preferible, la autopolinización debe realizarse en el caso de que no haya otra posibilidad. Con frecuencia, los estambres y los estigmas se doblan unos contra otros antes de que la flor muera, para que se efectúe la autopolinización, si la polinización cruzada ha fallado. Un grupo de plantas (en las que se incluye la violeta) produce, al final de la estación de crecimiento, flores especiales que se autopolinizan. Incluso no llegan a abrirse, y el polen pasa directamente desde los estambres hasta el estigma, asegurando, al menos, la producción de algunas semillas.

LOS AGENTES POLINIZANTES: Insectos, viento y agua
Los insectos desempeñan un papel importante en la polinización, pero existen otros agentes, como el viento. La polinización por el viento (anemofilia) tiene lugar en muchos árboles y gramíneas. Las flores están, generalmente, en amentos o inflorescencias colgantes en forma de plumeros o borlas que el viento puede sacudir fácilmente.

Algunos tipos de inflorencia de las flores. Son diversos tipos de agrupaciones de flores, pues normalmente las mismas no se encuentran aisladas

Los estambres poseen también largos filamentos, que hacen que las anteras puedan ser sacudidas por el viento con mayor eficacia. De esta manera, el polen puede soltarse con gran facilidad. El polen es ligero y se produce en grandes cantidades, ya que la polinización por el viento desperdicia una gran cantidad y sólo una pequeña parte llega a su meta, constituida por el pequeño blanco que presenta la superficie del estigma.

El polen de muchas plantas anemófilas (por ejemplo, en los pinos) presenta unos pequeños «flotadores» o vesículas huecas adosadas que contribuyen a aumentar su superficie, disminuyendo su peso específico aparente. Así el polen puede ser trasportado a muchos kilómetros de distancia por el viento, e incluso ascender a gran altura en la atmósfera, siguiendo los movimientos turbulentos (de remolino) del aire. Se ha observado un caso de polinización de una planta de palmera en el sur de Europa por el polen aparentemente procedente del norte de África.

El  agua tambien es un agente que trasporta el polen de algunas plantas acuáticas. Los granos de polen tienen flotadores finos que los llevan sobre la superficie del agua hasta que alcanzan alguna flor que esté en la superficie. Los pájaros son polinizadores’frecuentes en los trópicos (p. ejemplo, colibríes). Las flores, generalmente, son rojas y producen grandes cantidades de néctar. Los murciélagos pueden ser los polinizadores de algunas flores, especialmente en los trópicos. Otros animales pueden también polinizar durante sus viajes, pero no son polinizadores regulares.

Los estigmas son normalmente muy grandes y plumosos en las plantas polinizadas por el viento, para que pueda ser atrapado más polen. La polinización por el viento parece ser la forma más primitiva de polinización y es muy poco diferente de la dispersión de las esporas de los hongos y de los heléchos. Quizá era el único método empleado por las gimnospermas (plantas que no tienen las semillas cubiertas) fósiles, que formaban bosques de árboles enormes en épocas pasadas.

Hoy día es el método de polinización de las gimnospermas vivientes, como las coniferas (pinos, abetos, cedros, etc.), si hay que tomar como criterio la cantidad de polen producido. En momentos determinados, puede desprenderse el polen en tales cantidades que cubre el suelo, coloreándolo de amarillo y dando origen a lo que popularmente se han llamado «lluvias de azufre». A veces se ve el polen flotando como una nube sobre los bosques de coniferas. En las típicas «lluvias de azufre», parece que el polen es realmente arrastrado por las gotas de lluvia, procediendo de las capas relativamente altas de la atmósfera, donde han ido a parar por efecto del aire.

Esta inflorescencia es más bien fea y tiene un olor desagradable, que, sin embargo, atrae a las moscas. Las flores individuales están en una espiga, las femeninas debajo de las masculinas. Por encima de lis flores hay un anillo de pelos y toda la inflorescencia está envuelta en una vaina. Las moscas, atraídas del exterior, penetran en el tubo y quedan encerradas por los pelos que están dirigidos hacia abajo. Las flores femeninas maduran primero y se polinizan por los insectos que llevan algo de polen. Después maduran las flores masculinas y los pelos se marchitan. Cuando los insectos escapan, llevan polen que trasportan a la flor siguiente.

RECOGIDA DE POLEN AÉREO
Para analizar el polen flotante en el aire se disponen portaobjetos de microscopio al aire libre, cubiertos con una capa muy fina de vaselina. El polen de las plantas anemófilas queda pegado y puede examinarse al microscopio. La determinación se hace por comparación con el polen tomado directamente de las plantas. Los granos de polen presentan complicados y variables relieves en su superficie que son distintos para cada especie, y se utilizan para la identificación. Los inventarios de polen aéreo se hacen frecuentemente con fines médicos, debido a que el polen puede producir trastornos alérgicos en algunas personas (fiebre del heno), a para conocer las épocas de polinización de las plantas.



Entre las plantas que tienen flores (angiospermas), las flores anemófilas se caracterizan por lo sencillo de su estructura, lo cual parece ser un fenómeno de reducción posterior y no un carácter primitivo. Los pétalos suelen faltar, las flores no son llamativas, no producen néctar, y no llaman la atención de los insectos. Producen muchísimo más polen que las flores de plantas relativamente parecidas en cuanto a su estructura, pero que son polinizadas por insectos, y el polen es seco y pulverulento.

Hay una marcada tendencia a la separación de sexos y a la aparición de las flores, muy tempranamente en la primavera, antes que las hojas, lo que ocurre, especialmente, en los árboles y en los arbustos. Una de las características más interesantes de la anemofilia es que aparece en familias de plantas totalmente distintas, lo que muestra que es una adquisición reciente de tipo evolutivo. Se encuentra en las gramíneas (hierbas), que se polinizan todas por el viento, a excepción de la avena cultivada y algunas variedades de trigo que se autopolinizan, en los robles, chopos, etc.

En algunas de estas plantas, las anteras pueden «explotar», proyectando el polen en el aire. El avellano, por ejemplo, produce sus flores en unas borlas colgantes alargadas (amentos). Las flores femeninas, sin embargo, son unas estructuras delicadas y de pequeño tamaño, con estigmas rojos ramificados. La separación de las flores por sexos asegura la polinización cruzada.

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Dispersion de semillas

Las flores de las gramíneas (hierbas) tienen los estambres con largos filamentos, que aseguran que no haya autopolinización por su manera de colgar de la flor, lejos de los estigmas. Las especies de llantén producen espigas de flores protóginas. Las flores situadas en la parte más baja de la espiga se abren las primeras, y dejan sus estigmas al descubierto. Cuando éstos se marchitan, aparecen los estambres colgantes, pero no polinizan a las flores más jóvenes, ya que están siempre situados por debajo de los estigmas que se van abriendo en la parte superior de la espiga.

Algunas flores no están limitadas a un solo método de polinización, y, si no las visitan los insectos, descargan el polen en el aire. Estos casos sugieren la idea de que, cuando los tipos florales estaban adaptados a la polinización por el viento o por insectos y las condiciones se alteraron, las flores adoptaron un método diferente de polinización, pero la estructura floral se mantiene igual.

LA POLINIZACIÓN POR INSECTOS

La polinización por insectos (entornofilia) es el método más común de trasporte de polen para la fecundación. Hace mucho tiempo que se sabe que el brillante color, y el aroma de las flores, no se han hecho para la satisfacción estética del hombre, y que su objeto principal es atraer los insectos.

Polinización Cruzada

Hay bastantes flores que no están condicionadas y que pueden polinizarse por casi todos los insectos, pero otras son polinizadas por muy pocas especies. Las complicadas asociaciones entre flores e insectos no son, en absoluto, una casualidad, sino el resultado de las fuerzas de evolución, que actuaron desde que los primeros insectos empezaron a alimentarse en las flores.

Las primeras flores anemófilas debieron atraer a los insectos de alguna manera, probablemente a causa del alto valor nutritivo del polen. Las flores visitadas por insectos fueron polinizadas de una manera eficaz, y produjeron una descendencia en mayor número que aquellas que no tuvieron contacto con los insectos. Esta descendencia fue también atractiva para los insectos, por haber conservado el carácter hereditariamente de sus antecesores.

La Polinización Cruzada

A partir de este momento, debe haberse originado toda la serie de refinados mecanismos de las flores entomófilas. Se han escrito libros enteros sobre los mecanismos que los insectos, por una parte, y las flores, por otra, han desarrollado para perfeccionar esta cooperación. Algunos insectos tienen estructuras especiales para almacenar el polen —y por lo tanto para polinizar— de manera más eficaz.



El «cestillo del polen» y la fina pelosidad plumosa de las abejas son un ejemplo. Las abejas se cubren de polen al penetrar en las flores, después se cepillan (por medio de una estructura especial existente en las patas en forma de brocha) y aglomeran el polen en bolitas, que meten en el cestillo. Sin embargo, siempre queda polen adherido al cuerpo, y este polen puede ser retenido por el estigma pegajoso de las flores que el insecto visite a continuación.

Las flores entomófilas son, casi siempre, de colores brillantes y olorosas, aunque el olor no siempre es agradable para el hombre. Normalmente contienen un líquido dulce —el néctar—  además del polen; aunque algunas flores (como, por ejemplo, la rosa silvestre) tienen solamente polen, que producen en mayor cantidad, como alimento de los insectos. En el néctar dominan compuestos ricos en hidratos de carbono, que son utilizados como fuente de energía por los insectos, mientras que en el polen predominan compuestos nitrogenados, muy importantes para la alimentación de las larvas.

Los flores de este tipo (p. ejemplo, el guisante de olor) están muy especializadas para asegurar la polinización. Las abejas de «lengua» larga, atraídas por las flores, se posan en los pétalos laterales (alas). El peso de la abeja hace descender los pétalos y deja al descubierto los órganos sexuales, que frotan el cuerpo del insecto. La polinización tiene lugar cuando la abeja busca el néctar en la base de la flor. Sólo los insectos pesados, como las abejas, pueden polinizar esta clase de flores.

El polen de las flores entomófilas es pegajoso y se adhiere al cuerpo de los insectos. Dado que la polinización por los insectos es un mecanismo más eficaz que la anemofilia, el polen se produce menos en estas flores. Las abejas son los insectos polinizadores más importantes. En sus búsquedas de polen y néctar, visitan un gran número de flores, generalmente de la misma especie, polinizándolas. Su «lengua» (proboscis), relativamente larga, las capacita para encontrar y recoger el néctar «encerrado» (por ejemplo, en recovecos o en espolones formados por los pétalos).

Las abejas, cuyos ojos no son sensibles a la luz roja, visitan las flores purpúreas, azules, amarillas, algunas veces las blancas y, muy raramente, las de color rojo. Las líneas oscuras en los pétalos (guías de la miel) parecen guiar a los insectos hacia, el néctar, los estambres y el estigma. Para la fructificación de los árboles frutales, las abejas tienen una gran importancia, habiéndose comprobado que los árboles frutales plantados a los lados de las carreteras son cada vez menos fértiles, a medida que va uno alejándose de los pueblos donde hay numerosas colmenas.

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Para obtener una buena polinización, se aconseja colocar colmenas en las plantaciones de frutales en una densidad de, por lo menos, dos por hectárea. Las mariposas, tanto diurnas como nocturnas (polillas), son también importantes agentes polinizadores. Las mariposas visitan todo tipo de flores, especialmente las rojas y las blancas.

Sus largas «lenguas» (espiritrompa) les permiten alcanzar el néctar en las flores tubulares. Las mariposas nocturnas se mantienen en el aire frente a las flores y obtienen el néctar con sus larguísimas espiritrompas. Las flores son, generalmente, blancas o amarillas (de forma que son visibles fácilmente en la oscuridad) y están perfumadas fuertemente. Sus estambres y estigmas sobresalen, de forma que tocan el cuerpo de la mariposa cuando ésta se mantiene en el aire¿ vibrando rápidamente sus alas.

Otros insectos que visitan con frecuencia las flores son las moscas y los coleópteros (escarabajos). Estos insectos no están especializados para llegar al néctar «encerrado», y se encuentran normalmente sobre flores «abiertas», como las de la familia de las umbelíferas.

Las inflorescencias planas suelen estar frecuentemente cubiertas por insectos, que se alimentan del néctar al descubierto. Las flores son marcadamente protándricas, y los insectos llevan el polen desde las flores jóvenes del centro de la inflorescencia a las del borde que, siendo más viejas, tienen ya maduros los estigmas. Las flores de la familia de las compuestas son también visitadas por numerosos insectos.

La mayoría de las flores entomófilas emplean alguno de los métodos ya descritos para evitar la autopolinización. A veces, la cooperación entre planta e insecto llega a traducirse en mecanismos muy complejos.

Las inflorescencias (cabezas) del trébol blanco producen flores erguidas. Cuando alguna flor ha sido visitada por una abeja, se inclina doblándose por el pedúnculo y quedando en posición colgante bajo la inflorescencia. Con esto, las abejas que llegan después no «pierden el tiempo» en visitas inútiles, y aumentan las oportunidades de que otras flores reciban su visita. En algunos casos, la falta del insecto para la polinización ha motivado que las plantas introducidas en una región, donde antes no existían, sigan estériles.

Esto ocurrió con la higuera de Esmirna, cuando se llevaron los primeros árboles de esta clase a California. Algunos años más tarde (1899) se llevaron de Argelia inflorescencias masculinas de la higuera de Esmirna, que se suspendieron en las ramas altas de los árboles, y la polinización  (y por lo tanto, la formación de higos) fue posible gracias a un pequeño himenóptero (familia de las avispas y las abejas), que llegó involuntariamente con las inflorescencias.

Fuente Consultada:
Revista Enciclopedia de la Ciencia y la Tecnologia N°46 TECNIRAMA

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