Las semillas: El origen de las plantas y árboles. Son base de la agricultura.

Tabla de Contenidos.

Las semillas son el medio de reproducción que las plantas con flores han desarrollado para garantizar la subsistencia de sus genes y el mejoramiento de su ADN. Su existencia supone la existencia de los humanos, al ser una de las fuentes principales de alimento debido a los frutos comestibles altos en vitaminas y minerales

¿Qué es una semilla?

Las semillas son la unidad reproductiva de las plantas, en específico de las plantas espermatofitas, que alberga en su interior un embrión y también nutrientes para su desarrollo inicial, el cual ante los estímulos externos adecuados, puede desarrollar otra planta con características genéticas  de ambos padres. Las semillas son los óvulos de la planta (células femeninas) que han sido fecundados por las células masculinas, que se encuentran en el polen. 

Son pequeñas estructuras formadas por una cubierta protectora llamada tegumento, que envuelve al embrión, y generalmente también contienen una reserva de alimento llamada endospermo.

Las espermatofitas: Las plantas más jóvenes.

Las primeras plantas en existir en este mundo hace millones de años fueron las carofitas, un tipo de alga verde muy similar a las plantas terrestres hoy en día, sin embargo, estas algas son plantas no vasculares, es decir no hay transportación de nutrientes entre los tejidos. La evolución permitió el desarrollo de las plantas vasculares, algunas incapaces de producir flores y semillas, como los helechos, cuya reproducción era puramente asexual mediante el alargamiento de una parte vegetal, como el tallo o las raíces, o mediante esporas, como los hongos; otras desarrollaron semillas, unas plantas portaban las semillas sin cubiertas, las gimnospermas, mientras que las mas desarrolladas son plantas capaces de producir flores y semillas cubiertas por un fruto (pulpa blanda y jugosa de importancia social y economica), las angiospermas. Tanto las plantas gimnospermas y angiospermas son plantas espermatofitas, es decir tienen semillas. 

Las espermatofitas, cronológicamente, fueron las últimas plantas en la evolución, la provisión de semillas: una unidad de reproducción sexual y mejora genética que garantiza la germinación y la vida.

¿Cuáles son las partes de la semilla?

Los principales componentes de la semilla son: 

• Testa es la parte más externa de la semilla y funciona como protección y una ligera impermeabilidad ante el agua y gases. En función a la familia y a la planta, tiene diferentes formas, grosores y texturas. En las plantas gimnospermas consta de una única capa a la que se le denomina testa, mientras que en las plantas angiospermas, son dos capas, una llamada tegumento que se encuentra debajo de la testa.
• El Endospermo o albumen, es la reserva de nutrientes y energía para la planta cuando germine, habitualmente es almidón
• El Embrión es el óvulo fecundado y donde se encuentra todo el material genético capaz de producir una nueva planta. Normalmente se encuentra en dormancia o estado de letargo y necesita de estímulos externos para “despertar”. Ésta a su vez se compone de:
  • Radícula. Es la primera raíz del embrión y la plántula, a partir de ésta se forman raíces secundarias y pelos, creciendo hasta convertirse en la raíz principal.
  • Plúmula. Es una yema rudimentaria que supone el tallo de la planta y esta contraria a la radícula, así el crecimiento de ambas será contrario para garantizar que el tallo emerge del suelo y obtenga luz solar, mientras que las raíces continúen su crecimiento bajo tierra, obteniendo agua y sirviendo como anclaje.
  • Hipocotilo.Es también el tallo de la planta, aquel entre la plúmula y la radícula.
  • Cotiledón. Es una estructura a partir de la cual se forman la primera o dos primeras hojas de la planta que sirven para proporcionar nutrientes. Por esta cualidad de los cotiledones, el número de estos en la semillas sirve para clasificar a las plantas, divididas en monocotiledóneas y dicotiledóneas.

En las plantas angiospermas, la semilla está cubierta por las tres partes de lo que normalmente se conoce como la pulpa del fruto o pericarpio, que a su vez esta conformado por: el endocarpio, el mesocarpio (que es la parte del fruto que tiende a un mayor grosor, con un sabor, textura y jugosidad que lo hacen palatable) y el epicarpio.

Los Cotiledones.

Los cotiledones son una parte de la semilla y suponen la hoja u hojas de las plantas espermatofitas y se producen ante la germinación de la semilla. La cantidad de hojas en la semilla es única a cada especie y sirve como modelo clasificatorio para las familias de plantas.

Son estructuras de vital importancia para la planta, ya que gracias a estas, la planta puede continuar con el sus procesos de intercambio de energía, almacenarla, generar cloroplastos y obtener nutrientes, necesario para que la plántula continúe su crecimiento y desarrolle hojas verdaderas que puedan iniciar el proceso de fotosíntesis.

Semillas monocotiledóneas.

Las monocotiledóneas son aquellas plantas angiospermas que tienen un solo cotiledón en la semilla, teniendo una sola hoja primeriza al emerger. Entre las plantas monocotiledóneas se encuentran todas las gramíneas: el maíz, el trigo, el arroz, la avena.

Semillas Dicotiledóneas.

Las semillas o plantas denominadas dicotiledóneas son aquellas que tienen dos hojas primerizas al emerger, son el grupo más extenso y entre estas se encuentran, por mencionar algunas: 

• Cucurbitáceas: melón, calabaza, pepino, sandía.
• Solanáceas: tomate, chile, papa, berenjena.
• Leguminosa: frijol, habas, chícharos, garbanzos.

¿Cómo se reproducen las plantas?

Las plantas se reproducen de diferentes maneras, dependiendo de la especie y de las condiciones ambientales en las que se encuentren. Las dos formas principales de reproducción en las plantas son la reproducción sexual y la reproducción asexual.

La reproducción sexual implica la fusión de gametos, células especializadas que se producen en las estructuras reproductivas de la planta como las flores. Los gametos masculinos, llamados polen, son liberados por las anteras de las flores y viajan a través del viento o de los insectos hasta los órganos femeninos de otras flores o de la misma planta. En los órganos femeninos, el polen se adhiere a una estructura llamada estigma, y luego viaja hacia el óvulo para fecundarlo y formar una semilla. Esta fecundación puede ocurrir tanto dentro de la misma planta (autofecundación) como entre diferentes plantas (fecundación cruzada).

Por otro lado, la reproducción asexual se desarrolla sin la participación de gametos y sin la fertilización de un óvulo. En este caso, una parte de la planta original se desprende, se engrosa o genera raíces adventicias, y se convierte en una nueva planta completa, cuyo material genético es exactamente igual a la planta madre. Algunos métodos de reproducción asexual incluyen la formación de estolones, es decir, tallos horizontales que se arraigan y desarrollan una nueva planta; la producción de bulbos o tubérculos, que son estructuras de almacenamiento de nutrientes que pueden dar lugar a nuevas plantas; y la propagación vegetativa, en la cual se toma una porción de una planta madre, como esquejes o fragmentos de rizomas, y se coloca en un medio de crecimiento adecuado para que se desarrolle como una nueva planta.

Ambos métodos de reproducción tienen ventajas y desventajas. La reproducción sexual permite un mayor intercambio genético, lo que puede generar una mayor diversidad y adaptabilidad de las plantas a los cambios ambientales, y permite la intervención humana para el desarrollo de variedades o híbridos con resistencias a enfermedades y plagas, necesidades de nutrientes limitadas y adaptabilidad a suelos pobres y climas extremos. Por otro lado, la reproducción asexual permite la rápida reproducción de plantas idénticas a la planta madre, lo que puede ser beneficioso en términos de mantener características deseables.

¿En qué consiste la Dispersión de semillas?

Las semillas son esenciales para la propagación de las plantas, ya que les permiten colonizar nuevos territorios y garantizar la supervivencia de la especie. Pueden ser dispersadas por el viento, el agua, los animales o incluso a través de la intervención humana.

Hay semillas cuya forma, color y textura las hacen adecuadas para viajar y dispersarse con el viento, son ligeras y pueden llegar a cubrir distancias de hasta 10 kilómetros, como es el caso del sorgo. Otras semillas son pesadas y grandes, la dispersión de estas se realiza mayoritariamente por animales que consumen el fruto, entre estos los humanos, así como la siembra consciente de estas plantas: la agricultura.

Algunas semillas, como es el caso de las cactáceas, necesitan que la testa sea rota por los ácidos estomacales de los pájaros, así cuando las aves liberan el excremento, dichas semillas sobre el suelo, al tener condiciones de humedad, pueden germinar.

Germinación de semillas.

La germinación son todos los procesos metabólicos que ocurren en la semilla para desarrollar una nueva planta y se inicia con la entrada de agua a esta, en un proceso llamado imbibición y finaliza con el inicio de la elongación de la radícula. El agua activa los procesos fisiológicos, sin embargo, algunas plantas permanecen en dormancia a pesar de tener un sustrato húmedo, debido a las cubiertas que deben ser desgastadas mecánicamente o con tratamientos de calor. 

De igual manera, hay semillas que necesitan temperaturas altas o temperaturas muy bajas para irrumpir la dormancia y que los procesos fisiológicos de la germinación inicien, teniendo agua disponible. Otras semillas necesitan “madurar”, es decir, pasar un tiempo desde su desarrollo, entre 1 a 2 años, para que la dormancia sea irrumpida naturalmente y germine.

En condiciones agronómicas, la germinación normalmente no puede observarse puesto que sucede en el suelo, por lo que el parámetro para medir el surgimiento de una planta es: La Emergencia, que se refiere a cuando la plúmula rompe el suelo y se observan las hojas primerizas.

Si la semilla está muy enterrada, no recibirá los estímulos externo para germinar y podría nunca hacerlo, ademas de el gasto de energía que implica elongar el tallo más allá de sus capacidades, resultando en una planta con coloración amarillenta, de tallo frágil y crecimiento deficiente.

Hay dos tipos de germinación en las semillas y se clasifican de acuerdo a cual parte se desarrolla primero y a que profundidad del suelo sucede este proceso.

Germinación Hipogea.

Es un tipo de germinación donde los cotiledones salen y quedan dentro del suelo, cubierto por él, y deben elongar el tallo para romper a la superficie y hacia la luz solar.

Germinación Epigea.

Contrario a la germinación anterior, la germinación epigea es la que sucede cuando los cotiledones salen y quedan sobre el suelo, sin necesidad de elongar demasiado el tallo.

¿Qué necesita una semilla para germinar?

Los dos principales factores limitantes para la germinación de una semilla son la humedad y la temperatura. 

• Humedad: la absorción del agua es el primer paso y el más importante para que la germinación pueda suceder, para que el metabolismo de la semilla vuelva a lo que era cuando estaba en la planta, necesita que sus tejidos se rehidraten, los consiguientes mecanismos de reparación, elongación celular y aparición de la radícula.
  • Semillas Ortodoxas. Son aquellas semillas que permanecen viables y longevas en porcentajes de humedad mínimos, del 5 al 10 % de humedad.
  • Semillas Recalcitrantes. Contrario a las anteriores, son semillas que ante la disminución de la humedad a un 20%, mueren.
• Temperatura: es un elemento decisivo en el proceso de la germinación de las semillas, pues influye sobre el metabolismo, específicamente, en las enzimas reguladoras de la velocidad de las reacciones bioquímicas. Una temperatura media adecuada, permitirá que los procesos metabólicos fluyan en condiciones y tiempo adecuados, de acuerdo a las enzimas. Temperaturas bajas, retardan el proceso.
• Oxígeno: es imprescindible en el proceso de respiración de la semilla, pues el intercambio gaseoso le permite continuar con los procesos metabólicos regidos por los intercambios de energía. Para poder ser aprovechado por la semilla, se obtiene del agua en el proceso de imbibición.

¿Cuál es la importancia de las semillas?

• Seguridad Alimentaria. Tener un almacén de semillas de calidad, especialmente de cultivos de importancia alimentaria como el maíz, el trigo, el arroz y la soya, garantiza la perpetua explotación de dichos cultivos. Las semillas son la base de la agricultura y sin ellas ningún proceso ni alimento puede ser llevado a la mesa, es por eso que se considera importante la implementación de la tecnología genética para modificar semillas.
• Diversidad Genética. Las semillas contienen la información genética de una nueva planta, es decir, un código genético nuevo. Este intercambio de información es lo que ha permitido la evolución de las plantas y la mejora, natural, de algunas de las plantas importantes en la agricultura. La diversidad genética es esencial para adaptarse a los cambios ambientales, resistir enfermedades y plagas, y mejorar la productividad agrícola. Conservar y utilizar la diversidad de semillas es fundamental para mantener la biodiversidad.
• Alimento. Algunas semillas en su estado natural son comestibles para los seres humanos, son altas en grasa buenas y una buena fuente de energía.
• Conservación del medio ambiente. permitir que semillas autóctonas, así como semillas con genes importantes para el entendimiento de las plantas, garantiza que el medio ambiente sea conservado. Este tipo de semillas tiene resistencia y adaptabilidad a dichas condiciones climáticas específicas que las hacen perfectas para desarrollar cultivos en regiones con condiciones climáticas extremas y deficiencia en recursos naturales como el agua y la luz solar. 

Plántulas y semillas en la agricultura.

En la agricultura, las semillas son utilizadas para cultivar diferentes tipos de cultivos, como cereales, frutas, hortalizas y plantas ornamentales. También se utilizan en la producción de alimentos procesados, como aceite de girasol, harina de trigo y mantequilla de maní.

Son imprescindibles en la implementación de un cultivo. Una semilla de calidad garantiza que el proceso agrícola continúe sin interrupciones y en un sentido económico, sin pérdidas por rendimientos deficientes o mala calidad.
Debido a su importancia, se desarrollan semillas especializadas con cualidades específicas y deseadas, a las que se les denomina semillas Híbridas.

Las semillas híbridas son aquellas resultantes de la cruza de dos especies con características genéticas deseadas y perfectas, donde se logra una semilla que produce un rendimiento más alto comparado a las plantas padre, o con mejor calidad o mejores colores o sabores. Las empresas dedicadas a estas, protegen este tipo de semillas demasiado, y por sus características genéticas, las plantas producidas son estériles, es decir, producen semillas que no resultarán en plantas iguales, por lo que deben ser compradas constantemente.

Las semillas son la base de la agricultura.