Seme e frutto - Biologia vegetale

Il seme e il frutto

La maggior parte delle piante si sviluppa a partire dal seme che si origina da un ovulo in cui è presente una cellula uovo che, una volta fecondata, genera lo zigote, da cui si svilupperà l'embrione. Il grande vantaggio di avere il seme è che l'embrione non si sviluppa subito per diventare pianta, ma può disidratarsi quasi del tutto e aspettare le condizioni migliori per poter germinare. Può farlo anche perché è circondato da sostanze di riserva dette endosperma secondario o albume. Il tutto è racchiuso da altri tessuti tegumentali di protezione.

Semi e dormienza

Alcuni semi possono germinare anche dopo decine o centinaia di anni che sono rimasti nello stato di dormienza. In alcune piante le sostanze di riserva vengono trasferite nei cotiledoni, ovvero le foglioline embrionali. Se le sostanze di riserva sono contenute nell'endosperma, si parla di semi albuminati, se invece sono contenute nei cotiledoni, sono detti semi exalbuminati. Nelle cariossidi dei cereali, l'endosperma diventa il principale tessuto di riserva del seme, nei legumi, l'endosperma è consumato dall'embrione, quindi le riserve vengono depositate nei cotiledoni. Nelle altre specie l'organo di riserva principale è la nocella.

Tipi di semi e riserve

Le piante possono formare due tipi di semi: o producono molti semi piccoli con poca sostanza di riserva, oppure pochi semi ma grandi e con molta sostanza di riserva. I primi generano molte plantule che per la mancanza di nutrimenti di riserva, diventano presto autonome, i secondi generano poche plantule ma che possono svilupparsi molto prima di diventare autonome per l'abbondante presenza di riserve alimentari. I prodotti di riserva sono solitamente glucidi, lipidi e proteine e sono presenti in diverse percentuali nei vari semi. Essi hanno bisogno anche di una piccola quantità di ioni perché non possono assorbirli dal terreno non avendo ancora sviluppato un sistema di assorbimento.

Condizioni di germinazione

Per germinare il seme ha bisogno di condizioni adatte, quali: la disponibilità di acqua, una corretta temperatura, una sufficiente quantità di ossigeno, non devono esserci impedimenti meccanici e sostanze chimiche dannose. Il seme germina in primavera perché se terminasse prima, non riuscirebbe a sopportare le temperature invernali, germinando in primavera invece, ha tempo fino al successivo inverno per prepararsi al clima rigido. Quando si verificano tutte le condizioni necessarie, il seme germina e inizialmente assorbe acqua con un processo detto imbibizione che lo fa aumentare di volume perché si riidrata. L'assorbimento di acqua attiva degli enzimi che degradano le macromolecole di riserva per formare piccole molecole più facili da trasportare per l'embrione in crescita. Le prime fasi della germinazione sono praticamente identiche in tutti i semi, ma cambiano lo sviluppo dell'embrione e della plantula.

Sviluppo di piante specifiche

Pianta di fagiolo

La prima parte che si sviluppa è la radichetta, ovvero la prima parte di asse embrionale e fuoriesce per prima dai tegumenti, dopo di che si sviluppa la parte di asse sotto i cotiledoni che prende il nome di ipocotile. Il suo accrescimento porta a far fuoriuscire dal terreno i due cotiledoni (germinazione epigea) che però non si trasformeranno mai in foglie e cadranno quando le riserve verranno consumate. Dopo di che si svilupperà la parte di asse embrionale sopra alle cotiledoni, detto epicotile.

Il seme di fagiolo ha la forma di un rene ed è composto da delle strutture caratteristiche quali: il micropilo, che è una piccola apertura da cui il tubetto pollinico ha fecondato l'ovulo. L'ilo, ovvero una cicatrice che si forma quando il seme si stacca dal funicolo che lo collegava alla placenta. Il rafe: che è la crescita all'estremità dell'ilo, opposta al micropilo. È alla base del funicolo. L'embrione del fagiolo consiste in due cotiledoni e nell'asse embrionale, che è formato da radichetta, germoglio (epicotile) e ipocotile.

Pianta di pisello e fava

Lo sviluppo è simile ma non si sviluppa l'ipocotile e quindi i cotiledoni non escono dal terreno (germinazione ipogea).