Vegetative reproduction (also known as vegetative propagation, vegetative multiplication or cloning) is a form of asexual reproduction occurring in plants in which a new plant grows from a fragment or cutting of the parent plant or specialized reproductive structures, which are sometimes called vegetative propagules.[1][2][3]
Many plants naturally reproduce this way, but it can also be induced artificially. Horticulturists have developed asexual propagation techniques that use vegetative propagules to replicate plants. Success rates and difficulty of propagation vary greatly. Monocotyledons typically lack a vascular cambium, making them more challenging to propagate.
Plant propagation is the process of plant reproduction of a species or cultivar, and it can be sexual or asexual. It can happen through the use of vegetative parts of the plants, such as leaves, stems, and roots to produce new plants or through growth from specialized vegetative plant parts.[4]
While many plants reproduce by vegetative reproduction, they rarely exclusively use that method to reproduce. Vegetative reproduction is not evolutionary advantageous; it does not allow for genetic diversity and could lead plants to accumulate deleterious mutations.[5] Vegetative reproduction is favored when it allows plants to produce more offspring per unit of resource than reproduction through seed production.[6] In general, juveniles of a plant are easier to propagate vegetatively.[7]
Although most plants normally reproduce sexually, many can reproduce vegetatively, or can be induced to do so via hormonal treatments. This is because meristematic cells capable of cellular differentiation are present in many plant tissues.
La propagación vegetativa suele considerarse un método de clonación . [8] Sin embargo, los esquejes de raíces de moras sin espinas ( Rubus fruticosus ) volverán al tipo espinoso porque el brote adventicio se desarrolla a partir de una célula que es genéticamente espinosa. La mora sin espinas es una quimera, con las capas epidérmicas genéticamente sin espinas pero el tejido debajo de ellas genéticamente espinoso. [9]
El injerto a menudo no es un método de clonación completo porque las plántulas se utilizan como portainjertos. En ese caso, sólo la parte superior de la planta es clonal. En algunos cultivos, particularmente en las manzanas, los portainjertos se propagan vegetativamente, por lo que todo el injerto puede ser clonal si tanto el vástago como el portainjerto son clones. La apomixis (incluidas la aposporia y la diplosporia) es un tipo de reproducción que no implica fertilización. En las plantas con flores se producen semillas no fertilizadas o plántulas que crecen en lugar de flores. Hawkweed ( Hieracium ), diente de león ( Taraxacum ), algunos cítricos ( Citrus ) y muchas gramíneas como el pasto azul de Kentucky ( Poa pratensis ) utilizan esta forma de reproducción asexual. A veces se forman bulbillos en lugar de flores de ajo.
El tejido meristemático hace posible el proceso de reproducción asexual. Normalmente se encuentra en tallos, hojas y puntas de tallos y raíces y está formado por células indiferenciadas que se dividen constantemente, lo que permite el crecimiento de las plantas y da lugar a sistemas de tejidos vegetales. La capacidad del tejido del meristemo para dividirse continuamente permite que se produzca la propagación vegetativa. [10]
Otra habilidad importante que permite la propagación vegetativa es la capacidad de desarrollar raíces adventicias que surgen de otras partes vegetativas de las plantas, como el tallo o las hojas. Estas raíces permiten el desarrollo de nuevas plantas a partir de partes del cuerpo de otras plantas. [11]
La reproducción vegetativa tiene varias ventajas, principalmente que la descendencia producida son clones de sus plantas madre. Si una planta tiene rasgos favorables, puede continuar transmitiendo su información genética ventajosa a su descendencia. Puede resultar económicamente beneficioso para los productores comerciales clonar una determinada planta para garantizar la coherencia en todos sus cultivos. [12] La propagación vegetativa también permite a las plantas evitar el costoso y complejo proceso de producir órganos de reproducción sexual como las flores y las semillas y frutos posteriores . [13] Por ejemplo, desarrollar un cultivar estrella es extremadamente difícil, por lo que, una vez que los agricultores desarrollan los rasgos deseados en el lirio, utilizan injertos y brotación para garantizar la consistencia del nuevo cultivar y su producción exitosa a nivel comercial. Sin embargo, como se puede ver en muchas plantas variadas , esto no siempre se aplica, porque muchas plantas en realidad son quimeras y los esquejes pueden reflejar los atributos de sólo una o algunas de las líneas celulares originales. La propagación vegetativa también permite a las plantas eludir la fase de plántula inmadura y alcanzar la fase de madurez más rápidamente. [14] En la naturaleza, eso aumenta las posibilidades de que una planta alcance la madurez con éxito y, comercialmente, ahorra a los agricultores mucho tiempo y dinero, ya que permite un cambio de cultivo más rápido. [15]
La reproducción vegetativa ofrece ventajas de investigación en varias áreas de la biología y tiene un uso práctico cuando se trata de forestación . El uso más común hecho de la propagación vegetativa por los genetistas forestales y los mejoradores de árboles ha sido trasladar genes de árboles seleccionados a algún lugar conveniente, generalmente designado como banco de genes , banco de clones , huerto de clones o huerto de semillas donde sus genes pueden recombinarse. en descendencia con pedigrí . [15]
Algunos análisis sugieren que la reproducción vegetativa es una característica que hace que una especie de planta tenga más probabilidades de volverse invasora. Dado que la reproducción vegetativa suele ser más rápida que la reproducción sexual, "aumenta rápidamente las poblaciones y puede contribuir a la recuperación después de una perturbación" (como incendios e inundaciones). [dieciséis]
Una desventaja importante de la propagación vegetativa es que impide la diversidad genética de las especies , lo que puede conducir a reducciones en el rendimiento de los cultivos . [17] [18] Las plantas son genéticamente idénticas y, por lo tanto, todas son susceptibles a virus , bacterias y hongos patógenos que pueden acabar con cultivos enteros. [19]
La propagación vegetativa natural es principalmente un proceso que se encuentra en plantas perennes herbáceas y leñosas , y generalmente implica modificaciones estructurales del tallo , aunque cualquier parte horizontal y subterránea de una planta (ya sea tallo, hoja o raíz ) puede contribuir a la reproducción vegetativa de una planta. . La mayoría de las especies de plantas que sobreviven y se expanden significativamente mediante reproducción vegetativa serían perennes casi por definición, ya que los órganos especializados de reproducción vegetativa, como las semillas de las plantas anuales, sirven para sobrevivir en condiciones estacionales duras. Una planta que persiste en un lugar mediante la reproducción vegetativa de individuos durante un largo período de tiempo constituye una colonia clonal .
En cierto sentido, este proceso no es de reproducción sino de supervivencia y expansión de la biomasa del individuo. Cuando un organismo individual aumenta de tamaño mediante la multiplicación celular y permanece intacto, el proceso se denomina "crecimiento vegetativo". Sin embargo, en la reproducción vegetativa, las nuevas plantas que resultan son nuevos individuos en casi todos los aspectos excepto en el genético. De considerable interés es cómo este proceso parece restablecer el reloj del envejecimiento . [20]
Como se mencionó anteriormente, las plantas se propagan vegetativamente tanto de forma artificial como natural. Los métodos más comunes de reproducción vegetativa natural implican el desarrollo de una nueva planta a partir de estructuras especializadas de una planta madura. Además de las raíces adventicias , las raíces que surgen de estructuras vegetales distintas de la raíz, como tallos u hojas, los tallos , hojas y raíces modificados juegan un papel importante en la capacidad de las plantas para propagarse naturalmente. Los tallos, hojas y raíces modificados más comunes que permiten la propagación vegetativa son: [21]
También conocidos como estolones , los estolones son tallos modificados que, a diferencia de los rizomas, crecen a partir de tallos existentes justo debajo de la superficie del suelo. A medida que se propagan, las yemas de los tallos modificados producen raíces y tallos. Esos cogollos están más separados que los que se encuentran en el rizoma. [22]
Ejemplos de plantas que utilizan estolones son las fresas y las grosellas .
Los bulbos son partes infladas del tallo dentro de las cuales se encuentran los brotes centrales de las nuevas plantas. Por lo general, se encuentran bajo tierra y están rodeadas de hojas regordetas y en capas que proporcionan nutrientes a la nueva planta. [23]
Ejemplos de plantas que utilizan bulbos son las chalotas , las azucenas y los tulipanes .
Los tubérculos se desarrollan a partir del tallo o de la raíz. Los tubérculos de tallo crecen a partir de rizomas o estolones que se hinchan al almacenar nutrientes, mientras que los tubérculos de raíz se propagan a partir de raíces que se modifican para almacenar nutrientes y crecen demasiado y producen una nueva planta. [22]
Ejemplos de tubérculos de tallo son las patatas y el ñame y ejemplos de tubérculos de raíz son las batatas y las dalias .
Los bulbos son tallos subterráneos sólidos y agrandados que almacenan nutrientes en el tejido carnoso y sólido del tallo y están rodeados de hojas parecidas al papel. Los bulbos se diferencian de los bulbos en que sus centros están formados por tejido sólido, mientras que los bulbos están formados por hojas en capas. [24]
Ejemplos de plantas que utilizan cormos son el gladiolo y el taro .
También conocidos como brotes de raíz , los chupones son tallos de plantas que surgen de yemas en la base de los tallos o raíces de la planta madre. [25]
Ejemplos de plantas que utilizan chupones son los manzanos , los olmos y los plátanos .
Las plántulas son estructuras en miniatura que surgen del meristemo en los márgenes de las hojas que eventualmente desarrollan raíces y caen de las hojas en las que crecieron. [26]
Un ejemplo de una planta que utiliza plántulas es la Bryophyllum daigremontianum (sin. Kalanchoe daigremontianum ), que también es conocida como madre de miles por sus numerosas plántulas.
Los keikis son vástagos adicionales que se desarrollan en tallos vegetativos o tallos florales de varios géneros de orquídeas . [14]
Ejemplos de plantas que utilizan keikis son los géneros de orquídeas Phalaenopsis , Epidendrum y Dendrobium .
La apomixis es el proceso de reproducción asexual a través de la semilla, en ausencia de meiosis y fecundación, generando descendencia clonal de origen materno. [27]
La propagación vegetativa de cultivares particulares que tienen características deseables es una práctica muy común. Lo utilizan agricultores y horticultores para producir mejores cultivos con cualidades deseables. Los métodos más comunes de propagación vegetativa artificial son: [21]
Un esqueje es una parte de la planta, normalmente un tallo o una hoja, que se corta y se planta. Las raíces adventicias crecen a partir de esquejes y eventualmente se desarrolla una nueva planta. Por lo general, esos esquejes se tratan con hormonas antes de plantarlos para inducir el crecimiento. [28]
El injerto implica unir un vástago , o un esqueje deseado, al tallo de otra planta llamada cepa que permanece enraizada en el suelo. Con el tiempo, ambos sistemas de tejidos se injertan o integran y se desarrolla una planta con las características de la planta injertada, [29] por ejemplo, mango, guayaba, etc.
La estratificación es un proceso que incluye doblar las ramas o tallos de las plantas para que toquen el suelo y queden cubiertos con tierra. Las raíces adventicias se desarrollan a partir de la parte subterránea de la planta, que se conoce como capa. Este método de reproducción vegetativa también se produce de forma natural. Otro método similar, el acodo aéreo , implicaba raspar y replantar ramas de árboles que se convierten en árboles. Algunos ejemplos son el jazmín y la buganvilla. [30]
Los chupones crecen y forman una estera densa y compacta que se adhiere a la planta madre. Demasiados retoños pueden dar como resultado un tamaño de cosecha más pequeño, por lo que el exceso de retoños se poda y los retoños maduros se trasplantan a una nueva área donde se desarrollan y se convierten en nuevas plantas. [31]
En el cultivo de tejidos , las células vegetales se toman de varias partes de la planta y se cultivan y nutren en un medio esterilizado. La masa de tejido desarrollado, conocida como callo , luego se cultiva en un medio cargado de hormonas y eventualmente se convierte en plántulas que luego se plantan y eventualmente se convierten en plantas adultas. [12] [32]
Un desplazamiento es la parte inferior de un solo culmo con el eje del rizoma basal a él y sus raíces. Plantarlos es la forma más conveniente de propagar el bambú.