Appunti sulla riproduzione delle piante

I fiori sono spesso raggruppati in (gruppi di fiori singoli):

Spiga : rachide (asse centrale) e fiori sessili (senza peduncolo) alternati su di

o essa, una volta fecondati daranno i frutti (cariosside del grano);

Racemo : spiga con fiori peduncolati;

o Amento : spiga pendula, sospesa;

o Spadice: (infiorescenza femminile del mais, che formerà infruttescenza di

o cariossidi, volgarmente pannocchie), spiga con asse centrale ingrossato;

Corimbo : fiori con peduncoli che diminuiscono di dimensioni e sono attaccati in

o diverse parti dell’asse centrale;

Ombrella : peduncolo tutti uguali che partono dallo stesso punto;

o Capolino : i “petali” di una margherita sono fiori sterili o ligulati, i fiori fertili o

o tubuliferi sono la parte centrale della margherita, di solito ermafroditi

(crisantemi, girasoli); disposizione spaziale dei fiori fertili: un fiore, rispetto al

angolo aureo

fiore che lo precede e che lo segue, è disposto secondo un che

segue la serie di Fibonacci (137,5°), migliorangolo perché massimizza gli spazi

e da un vantaggio evolutivo maggiore (rispettato anche dalle squame ovulifere

delle pigne o da alcune foglie);

Pannocchia : infiorescenza composta di racemi (infiorescenza maschile del

o mais, volgarmente pennacchio); Fiore ermafrodita

La base di un fiore ermafrodita “classico”

talamo

prende il nome di o ricettacolo, che

peduncolo

è la parte terminale espansa del

(o pedicello o scapo -gambo-) fiorale; sul

talamo si inseriscono quattro piani (di

inserzione) che prendono il nome di

verticilli , il verticillo più esterno è costituito

sepali

dai , che nel loro complesso formano il

calice ; il calice ha funzione protettiva nei

confronti di patogeni o disidratazione ma

anche funzione fotosintetica. Il piano di

petali

inserzione appena più interno del calice è costituito da che collettivamente

corolla

formano la , ciascun petalo (come per i sepali) è una foglia trasformata con

funzioni attrattiv e o vessillari, attraendo insetti impollinatori; calice e corolla

perianzio

costituiscono il (formato da foglie sterili trasformate).

Internamente al fiore troviamo le strutture riproduttive, quelle maschili si trovano sul

androceo

terzo verticillo e formano l’ , quelle femminili si trovano sul quarto verticillo e

gineceo sporofilli

formano il . Androceo e gineceo sono gli (“foglia che produce

spore” foglie con sporangi che si sono evolute). Alcuni fiori ermafroditi, come il

tulipano, non presentano calice e corolla ma i sepali e i petali sono fusi tra loro, si

perigonio tepali

parla di un unico verticillo detto , con i pezzi fiorali detti .

stami

L’androceo è costituito da un numero variabile di , questi ultimi sono formati da

filamento antera

un che si inserisce nel ricettacolo e sorregge un’ , all’interno

microsporangi

dell’antera vi sono i . pistilli

Il gineceo è costituito da uno o più , la parte terminale del pistillo prende il

stigma stilo

nome di o stimma, la parte centrale è un canale detto (canale stilare), la

ovario ovuli

parte basale è l’ all’interno del quale vi sono gli legati alla placenta,

ovvero un asse al quale sono ancorati fisicamente e funzionalmente.

Il gineceo e l’androceo sono derivati da foglie, che nel corso dell’evoluzione hanno

capacità riproduttiva

acquisito e si sono ridotte di dimensioni, queste foglie sono

carpelli

dette .

Ciclo vitale

Nel fiore delle angiosperme e negli sporofilli (es: pigne) delle gimnosperme avvengono

i seguenti processi:

Sporogenesi ;

o Sviluppo gametofiti gametogenesi

dei e ;

o Impollinazione ;

o Fecondazione ;

o Embriogenesi .

o

Microsporogenesi

La sporogenesi nell’androceo e nel gineceo in un fiore ermafrodita è contemporanea.

microsporogenesi

La avviene nelle antere,

microsporangi sacche

formate da quattro o

polliniche ; in base al grado di maturazione

dell’antera dentro le sacche polliniche troviamo

differenti contenuti: se l’antera è poco matura

cellule madri

troviamo le delle microspore, se

l’antera è in corso di maturazione troviamo le

microspore , se l’antera è molto matura

granuli di polline

troviamo i .

L’antera è protetta da due tegumenti, uno più

esotecio

esterno detto e uno più interno

endotecio (per deiscenza). Ciascuna sacca

tappeto

pollinica è rivestita da un o

“tapetum”, un tessuto trofico che fornisce

nutrimento alle cellule madri, alle microspore e filamento fascio

al polline. Ogni antera è collegata al ricettacolo tramite il che ha un

conduttore all’interno per il trasporto di sostanze nutritive e acqua. Tra il filamento e

tessuto parenchimatico di riempimento

le sacche polliniche troviamo un (tessuto

deiscenza

connettivo). L’antera matura si apre, questo processo è chiamato , e ciò

serve per librare i granuli di polline, l’endotecio è il tegumento responsabile della

linee di frattura

deiscenza, quando è maturo presenta che si disidratano causando

l’apertura delle antere che lasciano uscire il polline.

19-10

Sviluppo dei microgametofiti

Per ciascuna cellula madre, grazie alla meiosi, si

microspore

formano quattro aploidi, ognuna delle

callosio

quali è avvolta da una parete di che le

mantiene unite in una tetrade (il callosio è un

polisaccaride simile alla cellulosa, caratterizzato da

unità di glucosio legate da un legame beta-1,3-

glicosidico). La maturazione dell’antera procede e

callasi

l’enzima idrolizza il callosio liberando le

microspore; una volta libere vanno incontro a mitosi

microgametofiti

aploide e si trasformano in ,

granuli pollinici

ovvero in . La microspora contiene

un solo nucleo, il granulo di polline da due nuclei: il

nucleo vegetativo (uguale alla microspora) e il

nucleo generativo (quello della cellula generativa); la differenza principale tra

microspora e granulo di polline è la differenza di nuclei (polline bicellulare).

Le pteridofite e le briofite si riproducono per sporogonia, il polline è il microgametofiti

bicellulare

presente nelle spermatofite e di norma è , talvolta tricellulare.

Microgametogenesi

Ad un certo punto, dopo aver raggiunto lo stigma,

germina

il granulo di polline e sviluppa un

tubetto pollinico all’interno del quale entrano la

cellula vegetativa e a seguito la cellula generativa;

durante il movimento lungo il tubetto, la cellula

generativa per mitosi aploide forma i due gameti

cellule spermatiche

maschili, le .

pollini tricellulari

Nel caso dei (specie-specifico), all’interno del granulo pollinico,

prima che si formi il tubetto pollinico, la cellula generativa va incontro a mitosi e forma

due gameti

i . Le due cellule spermatiche abbracciano il nucleo vegetativo formando

male germ unit

un complesso ternario detto (unità germinale maschile tipica dei

pollini tricellulari). I pollini hanno dimensioni da

8 a 200 micrometri (specie-

specifico) e differiscono anche

per morfologia. La membrana

del polline è detta

sporoderma ed è formata da

esina

uno strato esterno, , e

intina

uno interno, . L’intina è

una “normale parete cellulare” formata da cellula e sostanze pectiche; l’esina presenta

sporopollenina

come componente principale la (presente anche in alcune alghe

verdi, 600 milioni di anni fa, più antica della lignina 425 milioni di anni fa), che ha

funzione protettiva, incrostando la parete cellulare della esina ed è la sostanza

organica più resistente sul pianeta, ne impedisce la disidratazione e ne garantisce la

vitalità. In alcuni punti del granulo, la sporopollenina è poco presente o assente,

pori colpi

formando (circolari) o (solchi); colpi e solchi rappresentano caratteri

sistematici. Quasi tutte le Eudicotiledoni sono caratterizzate da pollini tricolpati.

I pori e solchi hanno diverse funzioni:

passaggio di nutrimenti

Consentire il , provenienti dal tappeto, durante lo

o sviluppo del polline;

variazioni di volume

Assecondare del polline, variazione della quantità di

o acqua, armomegatia;

emissione del tubetto pollinico

Consentire l’ .

o allergeni

Sulla superficie dell’esina troviamo degli che scatenano reazioni allergiche.

All’interno del granulo di polline, sotto lo sporoderma e al plasmalemma, nel

sostanze nobili

citoplasma, troviamo diverse , monosaccaridi, disaccaridi

(saccarosio), polisaccaridi (amido), proteine racchiuse in corpi proteici, lipidi

sferosomi

(trigliceridi) racchiusi in corpi lipidici detti .

Quado l’antera va in deiscenza, il polline si disidrata moltissimo (arriva ad avere solo il

armomegatia

5-15% di acqua contro al solito 50-70%) in un processo detto , il

stato vetroso

citoplasma è nello (stato solido amorfo, molto viscoso) -processo di

“letargo” fisiologico-. Quando arriva a destinazione si reidrata e va in germinazione.

Macrosporogenesi e sviluppo dei macrogametofiti

ovuli ovario

Uno o piò sono alloggiati nell’ , alla

base del pistillo; i macrosporangi sono vincolati

placenta

alla attraverso un cordoncino di cellule

detto funicolo, la parte centrale dell’ovulo è

nocella

costituito dalla . Nella nocella troviamo un

calaza

estremo superiore detto (polo calazale) e

un estremo inferiore con una piccola apertura

micropilo

detta (polo micropilare). Nella parte

sacco embrionale

centrale della nocella vi è il

macrogametofito

che rappresenta il . L’ovulo è

primina

avvolto da due tegumenti: (esterno) e

secondina (interno).

Macrogametogenesi In ciascun ovulo avviene la macrogametogenesi

che si realizza all’interno del sacco embrionale.

La cellula madre delle macrospore va incontro a

quattro gametospore tre

meiosi, formando ,

degenerano

delle quali per morte

programmata e ne rimane una sola dette

macrospora funzionale ; subisce tre mitosi

otto nuclei figli aploidi

successive formando ,

(gametofito binucleato, gametofito

Sei nuclei

tetranucleato e gametofito ottonucleato). degli otto cellularizzano

celluline, antipodi

formando tre migrano verso la calaza e si chiameranno le altre

due sinergidi

tre verso il micropilo, due delle quali formano con al centro il gamete

oosfera nuclei polari

femminile detto , i due nuclei rimasti prendono il nome di e

migrano sul piano equatoriale del sacco embrionale.

Impollinazione

Il polline in glassy