Alternancia de generaciones


La alternancia de generaciones (también conocida como metagénesis o heterogénesis ) [1] es el tipo de ciclo de vida que ocurre en aquellas plantas y algas en Archaeplastida y Heterokontophyta que tienen distintas etapas haploides sexuales y diploides asexuales. En estos grupos, un gametofito haploide multicelular con n cromosomas se alterna con un esporofito diploide multicelular con 2 n cromosomas, formado por n pares. Un esporofito maduro produce esporas haploides por meiosis , un proceso que reduce el número de cromosomas a la mitad, de 2 n an .

Las esporas haploides germinan y crecen hasta convertirse en un gametofito haploide. En la madurez, el gametofito produce gametos por mitosis , lo que no altera el número de cromosomas. Dos gametos (que se originan en diferentes organismos de la misma especie o del mismo organismo) se fusionan para producir un cigoto diploide , que se convierte en un esporofito diploide. Este ciclo, de gametofito a esporofito (o igualmente de esporofito a gametofito), es la forma en que todas las plantas terrestres y muchas algas se reproducen sexualmente .

La relación entre el esporofito y el gametofito varía entre diferentes grupos de plantas. En aquellas algas que tienen alternancia de generaciones, el esporofito y el gametofito son organismos independientes separados, que pueden tener o no una apariencia similar. En hepáticas , musgos y hornworts , el esporofito está menos desarrollado que el gametofito y depende en gran medida de él. Aunque los esporofitos del musgo y de la hierba del cuerno pueden realizar la fotosíntesis, requieren fotosintetización adicional del gametofito para sostener el crecimiento y el desarrollo de las esporas y dependen de él para el suministro de agua, nutrientes minerales y nitrógeno. [2] [3] Por el contrario, en todas las plantas vasculares modernasel gametofito está menos desarrollado que el esporofito, aunque sus antepasados devónicos tenían gametofitos y esporofitos de complejidad aproximadamente equivalente. [4] En los helechos , el gametofito es un pequeño protalo autótrofo aplanado del que el esporofito joven depende brevemente para su nutrición. En las plantas con flores , la reducción del gametofito es mucho más extrema; consta de unas pocas células que crecen completamente dentro del esporofito.

Los animales se desarrollan de manera diferente. Producen directamente gametos haploides. No se producen esporas haploides capaces de dividirse, por lo que generalmente no existe una fase haploide multicelular. (Algunos insectos tienen un sistema que determina el sexo mediante el cual los machos haploides se producen a partir de huevos no fertilizados; sin embargo, las hembras producidas a partir de huevos fertilizados son diploides).

Los ciclos de vida de plantas y algas con etapas multicelulares haploides y diploides alternas se denominan diplohaplónticos (los términos equivalentes haplodiplónticos , diplobiónicos y dibiónicos también se utilizan, al igual que describir un organismo con una ontogenia difásica [5] ). Los ciclos de vida, como los de los animales, en los que solo hay una etapa multicelular diploide, se denominan diplónticos . Los ciclos de vida en los que solo hay una etapa multicelular haploide se denominan haplónticos .

La alternancia de generaciones se define como la alternancia de formas multicelulares diploides y haploides en el ciclo de vida del organismo, independientemente de si estas formas son de vida libre. [6] En algunas especies, como el alga Ulva lactuca , las formas diploide y haploide son de hecho organismos independientes de vida libre, esencialmente idénticos en apariencia y, por lo tanto, se dice que son isomorfos. Los gametos haploides, que nadan libremente, forman un cigoto diploide que germina en un esporofito diploide multicelular. El esporofito produce esporas haploides que nadan libremente por meiosis que germinan en gametofitos haploides. [7]


Diagrama que muestra la alternancia de generaciones entre un esporofito diploide (abajo) y un gametofito haploide (arriba)
Gametofito del helecho Onoclea sensibilis (el talo plano en la parte inferior de la imagen) con un esporofito descendiente que comienza a crecer a partir de él (la pequeña fronda en la parte superior de la imagen).
Gametofito de Mnium hornum , un musgo.
Sporophyte of Lomaria discolor , un helecho.
Gametofito de Pellia epiphylla con esporofitos que crecen a partir de los restos de arquegonios.
Flores de acebo europeo, una especie dioica: macho arriba, hembra abajo (hojas cortadas para mostrar las flores con mayor claridad)
Gráfico referido en texto.
Ciclo de vida de foraminíferos que muestra alternancia de generaciones.