La riproduzione - Schemi riassuntivi di Biologia Vegetale

LA RIPRODUZIONE VEGETATIVA

La riproduzione vegetativa o agamica premette la moltiplicazione di un individuo in

seguito a divisione del corpo vegetativo o al distacco di una sua parte.

Lo sviluppo del nuovo individuo, clone, avviene in seguito a divisioni mitotiche,

mantenendo così costante nel tempo il genotipo delle successive generazioni.

Le modalità con cui questo tipo di riproduzione si realizza sono estremamente varie:

- Scissione → tipica degli organismi unicellulari, consiste nella formazione di

due cellule figlie in seguito a divisione mitotica di una cellula iniziale; le due

cellule saranno identiche

- Gemmazione → simile alla scissione, ma una delle due cellule formate è più

piccola dell’altra

- Frammentazione → consiste nel distacco di una parte del corpo che da sola è

in grado di riformare un individuo completo. Esempi di frammentazione si

ritrovano in tutti i vegetali

- Sporulazione → consiste nella produzione di cellule dette spore vegetative o

mitospore, in grado di ricreare in condizioni favorevoli nuovi individui

LA RIPRODUZIONE SESSUALE

La riproduzione sessuale è caratterizzata da due eventi:

1. La produzione di 4 cellule aploidi (n) a partire da una cellula diploide (2n) in

seguito alla meiosi

2. Fecondazione o gamia per fusione delle cellule aploidi (gameti)

L’unione dei due gameti determina la formazione dello zigote.

Nella maggior parte dei casi durante la gamia avviene la fusione dei citoplasmi

(plasmogamia) e dei due nuclei (cariogamia) e quindi la cellula è detta sincarionte.

In alcuni funghi la plasmogamia non è seguita dalla cariogamia, si dice quindi che la

cellula è dicarionte, contenente cioè due nuclei distinti, ma ugualmente capace di

dividersi per mitosi.

La progenie frutto della riproduzione sessuale è caratterizzata da un’elevata

variabilità genetica.

LA GAMIA

Le modalità di gamia più diffuse sono la gametogamia e la gametangiogamia.

La gametogamia consiste nell’unione delle cellule aploidi dette gameti. Nel caso in

cui i gameti presentino differenze morfologiche si considera maschile il gamete più

piccolo e dotato di maggiore mobilità.

I CICLI BIOLOGICI

In tutti gli organismi con riproduzione sessuale si verificano la meiosi e la gamia.

Nelle cellule coinvolte in questi due eventi si verifica una variazione della fase

nucleare. La meiosi porta alla formazione di cellule con corredo cromosomico

aploide (n) che rappresentano la fase nucleare aploide, mentre la gamia determina la

formazione dello zigote con corredo cromosomico diploide (2n), che rappresenta la

fase nucleare diploide.

Si definisce ciclo biologico o ontogenetico la sequenza ordinata con cui si alterano le

due fasi nucleari e quindi la meiosi e la gamia nel corso della vita di un organismo.

Si distinguono 3 tipi di cicli biologici:

1. Aplonte → le specie che seguono questo ciclo sono rappresentate dalla sola

generazione aploide (gametofito). Lo zigote è l’unica cellula diploide che,

dividendosi per meiosi, produce 4 meiospore. Questo tipo di ciclo è

caratteristico di alcune alghe, alcuni funghi e di numerosi protisti.

2. Diplonte → le specie con questo ciclo biologico sono caratterizzate dalla sola

generazione diploide (diplofito) derivata dalla divisione per mitosi dello zigote.

Questo tipo di ciclo è caratteristico di pochi gruppi di alghe e di funghi e degli

organismi animali.

3. Aplo-diplonte → nelle specie che presentano questo tipo di ciclo si alternano

una generazione diploide detta sporofito (diplofito) ed una aploide detta

gametofito (aplofito). Lo sporofito, derivato direttamente dallo sviluppo dello

zigote, subisce la meiosi e produce delle meiospore aploidi, che, sempre per

mitosi, daranno origine al gametofito; è il gametofito che alla fine, per mitosi,

formerà i gameti. In questo ciclo, le due generazioni aploide e diploide si

alternano e sono separate dall’evento meiotico, per questo si parla di meiosi

intermedia.

Nel mondo vegetale il prodotto della meiosi è rappresentato tipicamente dalle

meiospore, che vengono prodotte all’interno di strutture più o meno complesse a

seconda dell’organismo considerato, dette sporangi.

Le spore possono essere morfologicamente uguali (isosporia) oppure diverse

(eterosporia).

Il ciclo aplo-diplonte è tipico della maggior parte delle specie vegetali. In alcune di

esse il gametofito e lo sporofito, entrambi pluricellulari, sono indistinguibili

(generazioni isomorfiche), mentre in altre generazioni che si alterano possono essere

anche molto diverse (generazioni eteromorfiche).

RIPRODUZIONE NELLE ANGIOSPERME

Le piante a fiore possono utilizzare due modalità molto diverse per riprodursi:

- Riproduzione vegetativa: che coinvolge un solo individuo e che quindi non

prevede la produzione e fusione dei gameti

- Riproduzione sessuale: che implica la fusione dei gameti provenienti da

individui diversi e che ha come risultato finale la formazione dell’embrione.

LA PROPAGAZIONE VEGETATIVA

La progenie, attraverso questo tipo di riproduzione, si forma quando da un individuo

già preesistente si separano determinati organi, o porzioni di essi, il cui sviluppo avrà

come risultato la formazione di una pianta indipendente e completa. La progenie

generata, essendo prodotta attraverso divisioni mitotiche, è geneticamente identica

alla pianta madre e viene indicata con il termine “clone”.

Molte piante presentano strutture specializzate per la riproduzione vegetativa. Nel

caso si tratti di un fusto o di sue modificazioni si distinguono:

- Rizoma → fusto che cresce orizzontalmente sotto terra

- Tubero → porzione di fusto sotterraneo fortemente ingrossata per l’accumulo

di grandi quantità di riserve (amido). Sul tubero sono presenti delle gemme

dette “occhi”, il cui sviluppo può dare vita a nuove piante

- Cormo → fusto sotterraneo ricco di sostanze di riserva

- Stolone → fusto aereo lungo il quale si differenziano delle gemme che daranno

origine a nuove piantine indipendenti

- Pollone → fusto aereo

Se si tratta di gemme è possibile distinguere:

- Bulbo → costituita da una gemma portata da un corto fusto e protetta da foglie

carnose ricche di riserve. Da un bulbo possono svilupparsi dei piccoli bulbi

detti “figli” o bulbi ipogei che, dopo la degenerazione del bulbo parentale,

possono diventare nuove piante

- Bulbi epigei → sviluppano radici avventizie e generano nuove piante

Alcune piante sono in grado di formare nuove piante da piccole porzioni di tessuto

meristematico posto ai margini delle foglie. Ad un certo punto dello sviluppo, le

piccole piante cadono sul terreno ed emettono nuove radici che le rendono autonome.

LA RIPRODUZIONE SESSUALE

La riproduzione sessuale implica, come già detto, due importanti eventi:

- Produzione dei gameti aploidi

- Fecondazione, ossia l’unione dei due gameti aploidi

Nelle angiosperme quest’ultimo processo avviene all’interno dell’ovulo, all’interno

dell’ovario.

IL FIORE

LA STRUTTURA DEL FIORE

I fiori sono strutture particolari che portano:

- Una parte fertile: formata dagli organi riproduttori maschili e femminili

destinati a produrre i gameti

- Una parte sterile: formata da elementi che hanno spesso la funzione di attrarre

animali impollinatori per favorire l’incontro tra i gameti

Il fiore si sviluppa da una gemma posta all’apice di un fusto. Nella maggior parte dei

casi il peduncolo fiorale termina in una porzione allargata, detta ricettacolo, sul quale

sono inseriti dall’esterno all’interno:

- Sepali che nel loro insieme formano il calice

- Petali che formano la corolla

- Stami che formano l’androceo

- Pistilli che formano il gineceo

L’insieme di sepali e petali costituisce il perianzio.

Anche la simmetria fiorale è molto variabile, si distinguono 3 tipi di fiori:

- Attinomorfi o a simmetria raggiata → se esistono 2 o + piani di simmetria

- Zigomorfi o a simmetria bilaterale → se esiste 1 solo piano di simmetria che

divide il fiore in due parti speculari

- Asimmetrici → se non è possibile individuare un vero e proprio piano di

simmetria

A volte il fiore può mancare di uno o più elementi fiorali. Il fiore che si inserisce

direttamente sul fusto senza peduncolo fiorale è detto sessile, mentre se mancano

calice e corolla è detto nudo. La maggior parte dei fiori presenta sia gli organi

sessuali maschili che quelli femminili, per questo sono definiti ermafroditi, tuttavia

in una piccola percentuale di angiosperme si osservano fiori unisessuali, nei quali è

presente uno solo degli organi riproduttori. Nella maggior parte dei casi anche i fiori

unisessuali sono inizialmente ermafroditi e ad un certo punto dello sviluppo si

verifica l’arresto della crescita o della maturazione degli organi di uno dei due sessi.

Se il fiore porta solo gli stami è detto maschile, se il fiore porta solo i pistilli è detto

femminile.

Varie parti del fiore possono essere modificate per la produzione di sostanze

zuccherine o contenere metaboliti secondari così da attirare animali impollinatori.

Ad esempio i nettari, ghiandole che producono nettare, si sviluppano alla base dei

petali, degli stami e dei pistilli, altre volte può essere presente una struttura secretoria

chiamata corona.

I fiori sono spesso riuniti in gruppi chiamate infiorescenze. Questi non fioriscono mai

tutti insieme, se la fioritura procede dal basso verso l’alto o dall’esterno verso

l’interno è chiamata infiorescenza indefinita, se invece i fiori si sviluppano dall’alto

verso il basso o dall’interno verso l’esterno, l’infiorescenza è detta definita.

GLI ELEMENTI FERTILI DEL FIORE

• Androceo

Formato da uno o più stami costituisce la parte maschile del fiore. Ogni stame è

formato da una porzione allungata, il filamento, che sostiene l’antera. L’antera è

costituita è costituita da due sacche, dette anche logge polliniche.

Le 4 logge tengono le cellule madri delle microspore che, dopo gli eventi di

microsporogenesi e microgametogenesi, si trasformeranno in granuli di polline

(gametofito maschile).

Si distinguono dall’esterno verso l’interno vari strati di tessuto sterile che avvolgono

le cellule madri delle microspore:

- Epidermide

- Strato meccanico: responsabile dell’apertura dell’antera al momento del

rilascio del polline

- Strato intermedio o connettivo: ha il compito di unire tra loro il filamento

dell’antera e delle sacche polliniche

- Tappeto: riveste le sacche polliniche e ha il compito di proteggere e nutrire il

polline d