Riproduzione nei vegetali

Riproduzione nei vegetali

La riproduzione è il processo che permette ad un individuo di formare nuovi individui, permettendo di avere una discendenza che avrà comunque delle similitudini con l'organismo madre e saranno, essi stessi, in grado di riprodursi. Nelle piante esistono diversi tipi di riproduzione:

• Riproduzione vegetativa agamica: cioè senza intervento e formazione di gameti.
• Riproduzione per sporogonia: dove si formano delle spore aploidi attraverso un processo di meiosi che daranno origine ad un individuo aploide.
• Riproduzione sessuata gamica (maschili e femminili): i gameti si uniranno formando lo zigote dalla cui divisione mitotica si formerà un organismo diploide.

Riproduzione vegetativa

La riproduzione vegetativa può avvenire con diversi meccanismi (asessuale):

• Negli organismi unicellulari si può avere la scissione binaria.
• Nel caso di alcuni lieviti, una gemmazione.
• Nei funghi, la formazione di spore quindi si parlerà di sporulazione.
• La frammentazione del tallo nelle Tallofite e la del cormo nelle Cormofite.

Riproduzione per scissione binaria

Nella riproduzione per scissione binaria si hanno gli organismi unicellulari per esempio l'Euglena che forma un solco di divisione che inizia sempre dal lato in cui è presente il flagello e poi si estende verso l'altra parte dell'Euglena separando le 2 cellule. Quando queste si separeranno definitivamente daranno origine a 2 individui identici tra loro. Questo perché è una riproduzione vegetativa cioè i 2 organismi che si sono avuti per scissione binaria sono uno identico all’altro.

Un caso particolare di riproduzione per scissione binaria è la riproduzione per gemmazione dei funghi unicellulari, dei lieviti soprattutto. La differenza rispetto alla scissione binaria è che l’organismo madre e l’organismo figlio hanno dimensioni inizialmente differenti. Nel caso della gemmazione il solco di divisione non divide la cellula madre perfettamente a metà ma formerà una cellula più piccola e una più grande. Durante questo processo si avrà la separazione del materiale nucleare e ad un certo punto l'organismo figlio si stacca dall'organismo madre lasciando, molto spesso, una sorta di cicatrice sull’organismo madre.

Riproduzione per sporulazione

Sempre un tipo di riproduzione asessuale è quella per sporulazione che è un processo di riproduzione asessuale tipico di tante alghe e di tanti funghi. Durante questo processo succede che si formano delle spore aploidi attraverso un processo mitotico e, affinché si formino, deve succedere che l'organismo che forma queste spore sia già aploide.

Ci stanno quindi delle alghe e dei funghi che hanno una generazione aploide che formano per divisione mitotica delle spore di diverso tipo:

• Endospore: se sono racchiuse in delle strutture unicellulari o pluricellulari dell’organismo che le forma.
• Esospore: se si trovano esposte già all'esterno dell'organismo che le forma.

Ci saranno anche delle ife che produrranno spore; per esempio in Aspergillus vi è un’ifa particolare perché il suo compito è quello di produrre spore. L’ifa ad un certo punto si ingrossa, nella parte terminale formerà queste spore che sono esposte all’esterno e sono dette conidi o esospore e le ife si chiameranno conidiofore. Ife conidiofore si trovano pure in Penicillum dove ogni tondino è una spora.

Altra distinzione delle mitospore, cioè di spore formate attraverso il processo di mitosi:

• Zoospore: spore flagellate che si muovono nell’acqua.
• Aplanospore: spore che non possono muoversi, non hanno il flagello, e sono spostate dal vento.

Riproduzione per frammentazione del tallo o del cormo

Nelle alghe verdi per esempio ci stanno dei setti dove la parete cellulare si può indebolire e permettere alle 2 porzioni dell’individuo di separarsi in 2. Ci stanno anche delle strutture fatte apposta per essere disperse: per esempio nelle Briofite la Marchantia polymorpha presenta addirittura delle strutture a coppetta dove al suo interno si accumulano tanti frammenti tondeggianti di quell'individuo. In poche parole quell’individuo forma delle masserelle tonde che cadono all’interno di quella coppetta e, nel momento in cui quella coppetta viene colpita ad esempio dall’acqua fa schizzare via queste palline e queste arrivate sul terreno potranno dare origine a nuove Marchantia identiche all’individuo madre. Queste palline non sono altro che dei propaguli cioè gruppetti di cellule che hanno la funzione di propagare la pianta madre; e questa coppetta è detta coppa propagulifera.

Queste strutture deputate proprio per la riproduzione vegetativa sono presenti anche nelle Cormofite; per esempio in alcune Felci si possono trovare al di sotto delle foglie delle strutture che sono dei bulbilli cioè ammassi di cellule che se si staccano e vengono buttati nel terreno danno origine alla pianta madre. Per esempio quando si pianta una patata (tubero) la si mette sotto al terreno e poi da questa patata se ne formano tantissime perché si formano le radici e ogni radice formerà un nuovo tubero; i tuberi sono altre strutture di riproduzione vegetativa di tipo frammentazione del cormo.

La specie Lilium bulbiferum (Giglio rosso=monocotiledone) presenta dei bulbilli che si trovano all’ascella della foglia, punto in cui la foglia si inserisce nel fusto, e queste sono delle foglie sessili (cioè manca del picciolo e si inserisce direttamente nel fusto). Questi bulbilli del Giglio rosso quando si staccano possono dare origine ad una nuova pianta attraverso la frammentazione del cormo.

Riproduzione per sporogonia

Altro meccanismo di riproduzione è la sporogonia cioè la formazione di meiospore che vengono prodotte da un individuo diploide detto sporofito. Alcune cellule di quest’individuo per produrre le meiospore andranno incontro a divisione meiotica che porterà alla formazione di 4 meiospore (o multipli di 4); e queste meiospore potranno essere racchiuse all'interno di strutture unicellulari dette sporocisti oppure in strutture pluricellulari dette sporangi. Le sporocisti saranno prevalentemente distribuite negli organismi acquatici, perché le strutture unicellulari sono sufficienti per garantire a queste spore di non andare incontro a disidratazione; mentre gli sporangi si trovano prevalentemente negli organismi terrestri perché la multicellularità di queste strutture che racchiudono le meiospore favorisce la protezione dalla disidratazione.

Strutture pluricellulari si possono trovare anche nelle alghe più evolute, per esempio il Chara, che è l’alga appartenente alla Characaea da cui si pensa si siano evolute le piante superiori, già si ha la presenza degli sporangi e dei gametangi pluricellulari. Sporocisti si trovano prevalentemente in alghe e funghi; sporangi pluricellulari in piante terrestri: quelle che producono spore quindi briofite e pteridofite mentre gimnosperme e angiosperme non producono più spore.

Il processo di Sporogonia parte da una cellula dell’individuo diploide detta cellula madre che andrà incontro a:

• Divisione meiotica e produrrà 4 meiospore; se queste meiospore si dividono ulteriormente se ne produrranno 8.

In alcuni funghi Ascomiceti vi è la cellula madre, che si trova nella parte apicale di un’ifa, che andrà incontro a:

• Divisione meiotica e si formeranno 4 meiospore; le meiospore si duplicano nuovamente per mitosi e formeranno 8 meiospore. Le meiospore saranno racchiuse all’interno della parete di questa cellula che formerà la sporocisti.

Nei funghi Basidiomiceti vi è l’ifa basidiogena che formerà la cellula madre diploide che andrà incontro a:

• Meiosi e formerà 4 meiospore che verranno portate all’esterno della sporocisti ma rimarranno attaccate ad essa attraverso gli sterigmi e la rottura di questi legami permetterà alle meiospore di essere rilasciate nell’ambiente.

Nello sporangio pluricellulare, per esempio delle briofite (delle felci) ci saranno numerose cellule madri ed:

• Ciascuna produrrà 4 meiospore che nel momento in cui lo sporangio si lacera verranno rilasciate all’esterno.

Riproduzione sessuale

La riproduzione sessuale prevede che i 2 gameti, maschile e femminile, si incontrino e si fondano tra di loro per formare lo zigote, una cellula diploide. Si distinguono diverse situazioni in quanto si ha un tipo di riproduzione sessuale in cui i 2 gameti si fondono insieme, si fonde il citosol dei 2 gameti, sia il materiale genetico e si forma il classico zigote anche detto sincarion.

Non sempre, però, accade questa cosa; per esempio nei funghi accade qualcosa di un pochino più particolare perché i 2 gameti si fondono, fondono insieme il loro citosol ma non fondono il materiale genetico. Quindi non vanno incontro a cariogamia cioè i 2 nuclei dei gameti rimangono separati. In questo caso lo zigote presenta 2 nuclei separati viene chiamato dicarion. Questo zigote potrà produrre un individuo con 2 nuclei all’interno e questo in alcune cellule porterà all’unione dei 2 nuclei, si formerà il sincarion e questo potrà dare subito origine alle meiospore.

Gametogamia

I 2 gameti si devono fondere insieme per formare lo zigote. Può succedere però che i 2 gameti, maschile e femminile, abbiano forma e dimensioni identiche. Questa è una situazione che si verifica soprattutto in alcuni organismi acquatici in cui il gamete maschile e il femminile sono uguali, sono flagellati e possono quindi nuotare nell'acqua, si uniscono fra di loro e formano lo zigote. Quando i 2 gameti sono uguali si parla di isogamia.

In altri casi i 2 gameti sono identici morfologicamente ma le dimensioni sono diverse; il maschile è più piccolo di quello femminile e in questo caso si parla di anisogamia. C'è un caso particolare di anisogamia che è detto oogamia in cui il maschile è sempre più piccolo di quello femminile che diventa molto più grosso e rimane all'interno della struttura che l'ha formato, cioè della gametocisti se è unicellulare oppure del gametangio se è pluricellulare. Quindi in questo caso il gamete femminile, che può essere detto cellula uovo o oosfera, rimane immobile e sarà il gamete maschile, che invece è flagellato, che si sposterà per raggiungere l’oosfera e fecondarla per dare origine allo zigote.

In tutti questi casi succede che uno di questi gameti andrà sempre nell'ambiente esterno, verrà rilasciato (o entrambi o solo 1) e l'incontro tra i 2 gameti avviene nell'ambiente esterno. Quando i 2 gameti si incontrano fra di loro senza necessità di altre strutture che favoriscono l’incontro, come in questo caso, si parla di gametogamia; che può essere isogama, anisogama oppure oogama a seconda della morfologia dei 2 gameti.

Gametangiogamia

In alcuni organismi, in particolare in alcuni funghi, si può avere l'incontro dei gameti che non saranno più rilasciati nell’ambiente esterno ma saranno le strutture che li contengono che si fondono. Nei funghi ad esempio si ha una situazione detta gametangiogamia in cui i 2 gametangi (le strutture che producono i gameti) a maturità si fondono tra di loro: i gameti maschili andranno all’interno del gametangio femminile e si uniranno insieme ai gameti femminili.

Quando i 2 individui, di tipo sessuale + e – (nei funghi non si dice maschio e femmina), si incontrano entrano in contatto i 2 gametangi. Quello femminile produrrà un’estroflessione che si infila all’interno del gametangio maschile e così i gameti maschili potranno unirsi ai femminili. Questi funghi diventano indipendenti dall’acqua per il processo riproduttivo; perché i gameti non devono mai essere rilasciati nell’acqua e nuotare.

Cicli vitali

Ciclo vitale di un ascomicete

La gametangiogamia è un processo tipico dei funghi Ascomiceti. In questo ciclo vitale si hanno 2 spore che sono di sesso opposto e che sono state prodotte all'interno dell'Asco.