Piante gimnosperme

IL POLLINE

Il polline è il microgametofito maschile ,ed ha struttura estremamente resistente con una

parete particolare. All'inizio c'è un'alimentazione da parte del tappeto (la parte più interna

dell'organo che produce le spore): esso produce il callosio , un polimero di beta-glucosio con

funzione protettiva (all'inizio) e la sporopollenina. La sporopollenina è una delle sostanze più

resistenti che ci siano in natura, è costituita da acidi grassi, fenilpropanoidi, fenoli e

carotenoidi. Se andiamo ad osservare la parete del polline che è anche detta sporoderma,

possiede un'esina che è una zona più esterna, ed un'intina detta anche nexina. La parte

esterna è composta di blocchi di sporopollenina e cellulosa, la parte interna di pectine e

cellulosa. L'intina ha un "andamento" differente da quello dell'esina. Ne risulta che questa

struttura è una delle più resistenti alle condizioni ambientali sia biotiche che abiotiche:vuol

dire che se studiamo il polline dal punto di vista biologico, per togliere questa struttura

esterna così resistente bisogna fare dei passaggi che durano diversi giorni per rompere i

blocchi resistentissimi, e andare a studiare la parte citoplasmatica. Ciò significa che il polline

può resistere per diverse centinaia di anni, e può essere studiato anche a distanza di anni sia

nella parte forense che in quella ecologica. Il polline guardato al microscopio ottico ha una

morfologia specie-specifica che è il risultato di questa struttura esterna della parete

(sporopollenina+esina). Può essere presente soltanto il granulo pollinico con la cellula

generativa, oppure un agglomerato di varie strutture che vanno a costruire una struttura

pollinica di aggregati lipidici e carotenoidi collosi. I solchi sono delle strutture che

sostanzialmente rappresentano dei punti dove non c'è sporopollenina, ma soltanto l'esina

sottostante. Al microscopio a scansione possiamo osservare la superficie esterna (l'esina

composta da cellulosa e sporopollenina) che può avere una forma con piccole strutture che

sono attaccate sulla superficie. Queste piccole "vescicole" sono il risultato dell'interazione del

polline con il tappeto, che le ha nutrite. Queste particelle di pochi nanometri rimangono adese

e sono esse a provocare le allergie. Possiamo osservare un foro che è detto in termine tecnico

poro, che è la zona dove uscirà il citoplasma, quindi non c'è presenza di sporopollenina e di

esina. È la zona più "debole" dove l'uscita del citoplasma può essere consentita, nel momento

in cui si deve formare la cellula generativa.

OVULO DI PINO

L'ovulo è lo sporangio all'interno del quale c'è una cellula madre della megaspora che poi

produce per meiosi 4 megaspore (3 degenerano, una resta vitale) a cui seguirà la formazione

del gamete. Abbiamo una struttura tegumentale che è la parete dell'ovulo (sporangio 2n), poi

abbiamo la parte dello sporangio detta nocella (2n), e poi il gametofito che si produce dalla

mitosi dell'unica megaspora vitale (n).Questa unica megaspora che resta vitale avrà una serie

di mitosi, fino a formare una generazione, che è il gametofito femminile. Quindi tutto il

gametofito femminile è caratterizzato da una fase aploide dal punto di vista cromosomico. Il

gametofito è la generazione che deve formare i gameti, quindi deve formare un archegonio

(che è un gametangio) il quale formerà all'interno la cellula uovo, che è il gamete femminile.

Ricapitolando: l'ovulo è un nuovo organo che compare con le gimnosperme, che dal punto di

vista nucleare è diploide, ed è formato da una zona detta sporangio e una cellula madre delle

megaspore (2n). La cellula madre subisce la meiosi, forma 4 cellule che si chiamano

megaspore, tre di queste degenerano e una resta vitale. Quella vitale subirà una serie di mitosi

e forma il gametofito femminile, che formerà il gametangio (archegonio come nelle felci).

Nell'archegonio ci sarà la cellula uovo (il gamete femminile) che verrà fecondato dal gamete

maschile.

C'è una zona di apertura tra i tegumenti che si chiama micropilo, che tramite la goccia di

impollinazione permette di reidratare il granulo pollinico. Quando il granulo pollinico viene

emesso dai coni microsporangiati, perché possa essere trasportato dal vento (l'unico modo

che ne permette la propagazione), viene disidratato. Il polline arriva nelle vicinanze del

micropilo e viene intrappolato dalla goccia di impollinazione, si reidrata e si riattiva il suo

metabolismo. Il granulo pollinico quindi si ferma nella camera del micropilo, e qui emette il

tubetto portando il gamete maschile a fecondare la cellula uovo. Si forma il nuovo zigote.

L'innovazione è la produzione del seme, che è dal punto di vista tecnico un ovulo maturo che

contiene l'embrione. Già nelle briofite l'embrione è il risultato di una fase successiva dello

zigote, che si trasforma immediatamente nello sporofito, invece nelle gimnosperme si

formano gli organi (che formeranno la plantula adulta) che contengono tutte le parti

importanti per la cresciuta della plantula e determineranno la formazione di tessuti. Dal punto

di vista biologico dopo la fecondazione, questo ovulo si trasformerà in seme. Ci sono tre fasi

da ricordare:

1. OVULO IMMATURO: Tutto l'ovulo è uno sporangio, è presente una cellula madre della

megaspora

2. OVULO MATURO: si forma l'archegonio (il gametangio che contiene il gamete

femminile, quindi la cellula uovo). L'ovulo è composto dal tegumento e ha solo dei

residui sottili di quello che era lo sporangio ,ma quasi tutta la sua struttura è costituita

da gametofito . È quindi fatta di mitosi della nuova generazione della megaspora

funzionale che ha una serie di divisioni, forma la generazione del gametofito e poi

formerà gli archegoni che conterranno la cellula uovo.

3. SEME: L'ovulo maturo dopo la fecondazione contiene l'embrione. Il seme è la

trasformazione dell'ovulo dopo che è avvenuta la fecondazione, in seguito all'unione

dei due gameti. Il seme è costituito da una nuova generazione sporofitica (embrione

2n), dai residui del gametofito femminile (n), e dalla vecchia generazione sporofitica

dello sporangio (2n).

Nelle briofite tutta la pianta è investita per formare il gametangio e i gameti, la generazione

prevalente è quella del gametofito (il fusticino è il gametofito). Tutta la pianta investe quindi

energia per formare gametangio e gameti. Nelle felci succede il contrario, abbiamo la

prevalenza della generazione sporofitica, e solo in piccolissima parte prevale la generazione

gametofitica, che deve comunque esserci per la formazione dei gameti. A differenza delle

felci, nelle gimnosperme si forma un nuovo organo, l'ovulo, che è sostanzialmente la struttura

deputata a formare i gameti. È una struttura protetta, e il tegumento dopo che avviene la

fecondazione diventa rigido per proteggere l'embrione dalle avversità esterne mantenendolo

in uno stato metabolico di quiescenza . Il seme può essere quiescente per molti anni, quando

si romperà il tegumento grazie alle condizioni ideali, potrà formarsi la nuova pianta. La

presenza del seme è importante per due motivi:

• C'è questo momento di quiescenza, finché non si rompe il tegumento (per la presenza

di piogge, freddo, calpestio ecc..)l'embrione non può formare la pianta . Questo

permette alla pianta di superare delle avversità.

• È possibile che il seme viaggi (per via di animali, uomo, acqua ecc..) e che sia trasferito

in aree molto lontane dalla pianta che lo ha prodotto, per conquistare nuovi habitat.

La comparsa del seme è uno degli eventi più importanti sia per le gimnosperme che per le

angiosperme.

Monoiche: i gameti FF e

MM vengono prodotti su un

unico individuo

Dioiche: i gameti FF e MM

vengono prodotti su due

piante distinte

RIPETIAMO in maniera diversa: C'è la presenza di microsporofilli e macrosporofilli,

rispettivamente il cono maschile e il cono femminile su piante che possono essere monoiche

o dioiche. La pianta è una struttura diploide che presenta zone dove si formano microsporangi

(che si formano nei microsporofilli), oppure macrosporangi (che si formano nei

macrosporofilli).Il macrosporofillo è una struttura che si può far risalire alla trasformazione di

una foglia, che forma il cono maschile, (il microsporangio) , o il cono femminile (il

macrosporangio). Nel microsporangio si formeranno le sacche polliniche, nel macrosporangio

gli ovuli. Sia il microsporofillo che il macrosporofillo presentano delle squame legnose:la più

tipica è la pigna, che è resistente e legnosa. Quando la pigna è immatura presenta tutte le

squame attaccate tra di loro grazie alla resina, ed ha una colorazione verde. Man mano che si

lignifica, le squame si aprono ,finché non fuoriesce il seme, vale a dire il pinolo. Se si vuole

mangiare il pinolo , bisogna rompere il tegumento molto resistente. Ciò che noi mangiamo

del pinolo è il cotiledone, quindi la sostanza di riserva , con l'embrione all'interno. La novità

nel seme è la crescita all'interno di questa struttura, di diverse fasi della pianta,fino a una fase

embrionale massima determinata dallo spazio che può raggiungere . Ci sono tessuti di riserva

che permettono di essere ritrasformati in condizioni positive, e riattivare il metabolismo della

pianta. Questo succede nella fase in cui la pianta non ha la capacità di fare fotosintesi:

quando l'embrione esce dal seme è in una breve fase di eterotrofia, in cui è dipendente dalle

riserve prodotte dalla pianta madre nei cotiledoni.

Nelle sacche polliniche si formano le microspore (microspora è sinonimo di polline). Il polline

nel caso del pino è costituito da 4 cellule,quindi è un microgametofito dove abbiamo la cellula

che forma il gamete e altre cellule: la cellula vegetativa e le cellule che consentono la

dispersione. Il microgametofito (la generazione tetracellulare che contiene il gamete

maschile) va poi a depositarsi sul cono femminile (la struttura che contiene il

macrosporangio). La cellula uovo è il gamete femminile che si forma all'interno

dell'archegonio . Quando la cellula uovo è formata vuol dire che c'è la generazione che l'ha

prodotta , che è il megagametofito, e attraverso la fecondazione si forma l'embrione. L'ovulo

maturo si trasforma in seme, e la cellula uovo con la fecondazione da parte del gamete

maschile si trasforma in e