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Un helecho, consiste de un eje vascular con hojas y raíces muy diferenciadas. La organización interna de todas estas partes muestra una marcada semejanza con las estructuras correspondientes en una planta de semillas. Las hojas de los helechos (llamadas frondas), tienen en sus superficies inferiores un número muy grande de esporangios, agrupados diversamente y cada uno de los cuales produce numerosas meiosporas. Esta planta de helecho, por lo tanto, es un esporofito.
Las hojas que forman esporas son esporofilas. Los esporangios son bolsas pequeñas, plurieclulares y pediceladas. Una región especial de células de pared gruesa llamada anillo hace que el esporangio se abra, en condiciones de sequedad, de manera que las meiosporas del interior queden libres y sean arrastradas por el viento).
En la mayoría de las especies de helechos, como en los musgos y en las algas ya estudiadas, todas las meiosporas son similares en su aspecto. Esta condición se llama homosporia y las especies se dice que son homospóricas. Unas pocas especies de helechos muy especializados de hábitats acuáticos producen meiosporas de dos tipos y, por lo tanto, se llaman heterospóricas.
Una meiospora germina en suelo húmedo adecuado, produciendo un corto filamento de células, el gametofito joven. Algunas de las células del filamento forman degadas protuberancias, llamadas rizoides, las cuales penetran a la superficie del suelo y fijan a la estructura. Las células terminales de un filamento sufren repetidas divisiones, formando una lámina delgada y plana la que, finalmente, por crecimiento diferencial, adquiere una forma acorazonada.
Esta estructura, llamada protalo, que por lo común mide menos de 1 cm de ancho y crece estrechamente aplicada al suelo, es el gametofito maduro. En su cara inferior desarrolla anteridios y arquegonios pluricelulares. Los microgametos móviles se liberan de los anteridios a través de un poro terminal y nadan libremente en la película de agua. Mientras tanto, la desorganización de las células que están dentro del cuello del arquegonio crea un pasaje a través del cual nadan varios microgametos. Un solo microgameto penetra al megagameto, se fusiona con su núcleo y se inicia de esta manera la fase esporofítica.
El cigoto u ovocélula fertilizada, da lugar a un embrión simple que se desarrolla en un esporofito joven que consiste de pie, raíz, tallo y hoja. Cuando el esporofito ha quedado bien establecido, el gametofito se marchita y desaparece. El esporofito de algunas especies de helechos produce un tallo erecto que puede alcanzar una altura hasta de 10 ó 12 metros, como es el caso de los helechos arborescentes de los trópicos. Sin embargo, los tallos de la mayoría de los helechos son relativamente cortos y muchos son subterráneos.
La fase conspicua del ciclo de vida de un helecho es el esporofito, el cual es perenne, mientras que el gametofito es efímero y relativamente inconspicuo. Ambas fases tienen clorofila y son autotróficas. Los helechos pueden considerarse apropiadamente como plantas terrestres en virtud de su eje vascular y de sus meiosporas dispersadas por el viento. Sin embargo, como en los musgos, el microgameto móvil es el carácter ancestral primitivo que refleja el antiguo origen acuático de los helechos Greulach & Adams (1976).
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