«Pollen and Stigma Structure and Function: The Role of Diversity in Pol» por Rob Swanson, Anna F. Edlund et al.

Resumen

Las superficies ornamentadas de células reproductoras masculinas y femeninas en plantas con flores han atraído la atención durante mucho tiempo por su variedad y significado evolutivo. Estas estructuras, y las moléculas involucradas en las interacciones sexuales, permanecen entre las características más diversas y de más rápida evolución conocidas. Por muy variados que sean, cada elemento participa en el desempeño de las mismas funciones, protegiendo el polen y el estigma del medio ambiente, entregando y capturando el polen, promoviendo la hidratación y germinación del polen, permitiendo la entrada de tubos de polen adecuados en el estigma y guiando los tubos hasta el ovario (Figura 1 A). En esta revisión, (1) analizamos los descubrimientos recientes de funciones de polen y estigma, tanto antes como después de hacer contacto, y (2) abordamos la gran diversidad de estructuras de polen y estigma en todos los taxones, centrándose en cómo logran tareas clave en la polinización. Este sistema presenta una oportunidad emocionante para la unificación fructífera de estudios celulares, genéticos y genómicos de organismos modelo con estudios comparativos de relaciones y evolución. La reproducción de angiospermas es altamente selectiva. Los tejidos femeninos son capaces de discriminar entre granos de polen, reconociendo el polen de la especie apropiada mientras rechazan el polen de especies no relacionadas (o de la misma planta en especies auto incompatibles). Esta selectividad va acompañada de una enorme diversidad en las superficies celulares de las estructuras reproductivas masculinas y femeninas. El registro fósil único y rico de estructuras de paredes de polen ha sido de gran beneficio. Literalmente, tras años de esfuerzo científico, se han centrado en integrar la diversidad de formas de polen con la taxonomía de angiospermas. Vincular estas diferencias morfológicas a los roles funcionales es más difícil, ya que requiere ensayos moleculares y genéticos que revelen el propósito no solo dentro de una especie, sino a través de diversos taxones. Aquí, primero analizamos los avances en la comprensión celular y molecular de la biología del polen y el estigma de las angiospermas, incluida la adhesión al estigma del polen, la hidratación y germinación del polen, y la aparición e invasión de tubos de polen. Aprovechando los recursos de microscopía, moleculares, genéticos y genómicos, es posible ampliar y diseccionar las funciones celulares en las superficies de polen y estigma, tanto antes como después de que hagan contacto (Tabla 1). El progreso reciente ha revelado moléculas y mecanismos clave y ha preparado el campo para estudios comparativos entre taxones. En la segunda parte de la revisión, discutimos la diversidad en las estructuras de polen y estigma, destacando el cambio evolutivo coadaptativo que apoya la polinización eficiente dentro de una especie, al tiempo que restringe la polinización entre especies. Dada su combinación de sistemas de modelos genéticos fáciles, análisis morfológicos y filogenias bien caracterizadas, el estudio de la polinización de angiospermas proporciona una excelente oportunidad para unificar la biología celular y comparativa y proporciona una visión más allá de la polinización a los propios mecanismos de evolución y especiación.