Questo sito contribuisce alla audience di

Organizzazione e funzioni degli organismi

La riproduzione

Quasi tutte le piante possono riprodursi sia per via asessuata, sia per via sessuata.

La riproduzione asessuata, o vegetativa, avviene per successive mitosi di cellule della pianta madre e pertanto il nuovo individuo avrà caratteristiche identiche alla pianta madre. Le nuove piante si formano in genere:

  • da frammenti di bulbi, che sono fusti con funzioni di riserva;
  • da stoloni, fusti striscianti che emettono radici;
  • da frammenti di rizomi o di tuberi, fusti sotterranei che emettono gemme;
  • da polloni, nuovi rami che crescono direttamente dalle radici o dalla base del fusto;
  • da bulbilli, gruppi di cellule specializzate che si formano in genere all'ascella delle foglie e capaci, una volta caduti sul terreno, di riprodurre una nuova pianta.

La riproduzione sessuata presuppone la produzione di gameti in organi specializzati (nelle angiosperme, per esempio, i fiori) e adattamenti che ne assicurino la fecondazione. I nuovi individui avranno tuttavia una maggiore variabilità e quindi maggiori possibilità di adattamento all'ambiente.

Nelle piante a riproduzione sessuata, il ciclo vitale è piuttosto complesso e il prodotto della fecondazione non coincide sempre con l'individuo adulto che si osserva: infatti, nelle piante si osserva un'alternanza di generazioni aploidi e diploidi, che hanno diversa importanza nelle piante che si riproducono per spore e in quelle che si riproducono per semi.

  • Piante che si riproducono per spore

    La riproduzione delle briofite (muschi) e delle pteridofite (felci) avviene per diffusione, per mezzo dell'acqua o del vento, di spore, o meglio, meiospore, cellule aploidi prodotte in speciali strutture (gli sporangi) in seguito a meiosi.

    La spora germina producendo il gametofito aploide, che sviluppa a sua volta, in speciali gametangi, i gameti maschili e i gameti femminili; la loro unione (fecondazione) produce lo sporofito diploide, da cui si formano per meiosi le spore e il ciclo riprende. Nella riproduzione delle briofite e delle pteridofite, la nuova pianta è dunque un gametofito, mentre il prodotto della fecondazione, lo sporofito diploide, rimane "attaccato" al gametofito.

  • Piante che si riproducono per semi

    La riproduzione delle gimnosperme e delle angiosperme è, al contrario, affidata alla diffusione di semi, il prodotto diploide della fecondazione. La nuova pianta è uno sporofito diploide, anche di notevoli dimensioni, mentre il gametofito è ridotto a poche cellule portate dalla pianta-sporofito.

    La struttura riproduttiva delle piante a semi è formata da verticilli di foglie trasformate (microsporofilli maschili e macrosporofilli femminili), che formano le sacche polliniche maschili e gli ovuli.

    In questi sporofilli si formano, in seguito a meiosi, cellule aploidi (microspore maschili e macrospore femminili) che, dividendosi per mitosi, formano i gametofiti, ridotti a poche cellule.

    Il gametofito maschile è costituito dal polline, microscopici granuli che racchiudono il gamete maschile. Il gametofito femminile è rappresentato dal sacco embrionale contenuto nell'ovulo e che contiene la cellula uovo.

    L'impollinazione garantisce la fecondazione dei due gameti e la formazione dello zigote, da cui si sviluppa l'embrione che sarà contenuto nel seme.

    Nelle gimnosperme i microsporofilli e i macrosporofilli sono le squame degli strobili (o coni) su cui si sviluppano quindi le sacche polliniche e gli ovuli "nudi", non protetti cioè da altre strutture.

    Nelle angiosperme gli sporofilli sono contenuti in una struttura di protezione complessa, il fiore . I microsporofilli maschili sono gli stami, i macrosporofilli femminili sono il carpello, o pistillo, con l'ovario, lo stilo e lo stimma (v. tab. 16.1).

    Ogni stame porta un'antera, costituita da quattro sacche polliniche in cui si sviluppano numerosissime microspore aploidi; ciascuna microspora si divide per mitosi, per produrre un microscopico granulo (da 2,5 a 250 µm) di polline, il gametofito maschile. Ogni granulo, di forma tondeggiante e di colore giallo o arancio, è formato da un involucro esterno, rigido, con rilievi e disegni caratteristici della specie, che protegge due cellule: una cellula vegetativa, o cellula del tubetto pollinico, al cui interno vi è una cellula generativa, o anteridiale.

    In ogni ovulo del pistillo da una cellula madre si formano per meiosi quattro megaspore aploidi, di cui una sola sopravvive e si divide per mitosi in otto nuclei e in sette cellule: cioè sei cellule con un nucleo e una cellula con due nuclei. Queste sette cellule formano il sacco embrionale, o gametofito femminile.

    Una cellula mononucleata del sacco embrionale è la cellula uovo, il gamete femminile; la cellula binucleta al centro dell'ovulo è la cellula dell'endosperma; le altre cellule degenerano. Tutto l'ovulo è avvolto da tegumenti di protezione, detti integumenti.

    Giunte a maturità, le sacche polliniche si aprono e liberano il polline. Il trasporto del polline da un fiore all'altro, detto impollinazione, può avvenire in diversi modi.

      Impollinazione anemogama: i granuli pollinici, piccoli e leggeri, sono trasportati in grande quantità dal vento finché raggiungono lo stimma di un fiore della stessa specie. Impollinazione idrogama: il polline è trasportato dall'acqua. Impollinazione zoogama: l'impollinazione è favorita dagli animali (piccoli uccelli, pipistrelli) che trasportano il polline che rimane loro attaccato; in particolare l'impollinazione entomogama avviene per mezzo degli insetti, che, attratti dal profumo e dal nettare presente nel fiore, si ricoprono di polline che portano da un fiore all'altro.

    Nelle gimnosperme l'impollinazione è quasi esclusivamente anemogama, favorita da espansioni alari del granulo pollinico.

    Quando un granulo pollinico arriva sullo stimma, che lo trattiene perché è viscoso, si gonfia, assorbendo acqua, e rompe il rivestimento esterno. La cellula vegetativa del granulo si divide per mitosi formando un tubetto pollinico che penetra nello stilo fino all'ovulo e arriva al gametofito femminile attraverso un'apertura dell'ovulo, detta micropilo. La cellula generativa del granulo si divide per mitosi in due cellule spermatiche: un nucleo spermatico feconda la cellula uovo per formare l'embrione diploide; il secondo nucleo spermatico parteciperà con la cellula binucleata del sacco embrionale alla formazione dell'endosperma del seme. Questa doppia fecondazione è tipica delle angiosperme.

    Nelle gimnosperme il granulo pollinico arriva direttamente sul micropilo dell'ovulo e un solo nucleo spermatico feconda la cellula uovo, mentre il resto degenera.

     

  • Lo sviluppo embrionale: semi e frutti

    Il prodotto della fecondazione della cellula uovo e del nucleo generativo del polline, l'embrione, è racchiuso nelle spermatofite in una struttura particolare, il seme, che deriva dalle trasformazioni dell'ovulo.

    Il seme racchiude l'embrione quiescente e le riserve alimentari in involucri resistenti che lo proteggono come mostra la figura 16.4.

    Nell'embrione si differenziano presto le strutture della futura pianta: radichetta, fusticino, cotiledoni o foglie embrionali. La radichetta si sviluppa a un'estremità dell'embrione, il fusticino con i cotiledoni all'estremità opposta. I cotiledoni assumono le sostanze nutritive dall'endosperma e le trasferiscono all'embrione.

    La riserva alimentare del seme deriva per successive divisioni dall'endosperma triploide, prodotto dall'unione della cellula binucleata dell'endosperma dell'ovulo e del secondo nucleo spermatico. Fino alla maturazione del seme l'embrione è nutrito a spese della pianta madre, ma dopo la disseminazione deve utilizzare le riserve alimentari presenti nell'endosperma o nei cotiledoni fin quando la giovane piantina avrà sviluppato un proprio sistema fotosintetico.

    Le riserve alimentari del seme sono costituite da carboidrati, lipidi e proteine: la loro abbondanza rende alcuni semi (cereali) importanti anche per l'alimentazione umana. Nelle dicotiledoni (le angiosperme con due cotiledoni) il seme maturo è formato quasi esclusivamente dall'embrione e le riserve alimentari si trovano nei cotiledoni, mentre nelle monocotiledoni (le angiosperme con un solo cotiledone), nel seme maturo rimane gran parte dell'endosperma (v. fig. 16.4).

    Gli involucri resistenti, rigidi e impermeabili (tegumenti) derivano dalla trasformazione degli integumenti dell'ovulo. Le altre strutture dell'ovario si trasformano nel frutto.

    Nelle gimnosperme il processo di formazione del seme è simile a quello delle angiosperme, ma non vi è doppia fecondazione e la mancanza di un ovario non permette la formazione di un frutto.

    Il frutto è la struttura delle angiosperme derivata dalla trasformazione dell'ovario in seguito a fecondazione, con funzione di contenere il seme e favorirne la disseminazione.

    La parete dell'ovario diventa il pericarpo: vi si distinguono l'epicarpo, esterno, il mesocarpo e l'endocarpo, interno.

    Secondo la loro consistenza, i frutti (v. fig. 16.5) si suddividono in frutti secchi, con pericarpo membranaceo o legnoso, e frutti carnosi, con epicarpo sottile, mesocarpo succoso ed endocarpo che può diventare legnoso (nocciolo della drupa, frutto del tipo della pesca o della ciliegia).

    I frutti secchi possono essere deiscenti, quando con accorgimenti vari si aprono e gettano i semi lontano (per esempio: fagioli, piselli, arachidi), o indeiscenti, quando non hanno aperture per i semi e la dispersione è affidata al vento o agli animali (per esempio: noci, castagne, ghiande).

    Le infruttescenze sono formate da piccoli frutti derivati da fiori differenti (come la mora di rovo), mentre i frutti composti, o aggregati, derivano dalla trasformazione di più ovari del medesimo fiore.

    I falsi frutti sono i frutti alla cui formazione partecipa non solo l'ovario, ma altre parti del fiore, soprattutto il ricettacolo. Falso frutto è il pomo delle rosacee (per esempio, la mela), in cui la parte carnosa è il ricettacolo e il vero frutto è il torsolo. Nella fragola i frutti sono piccolissimi acheni (v. tab. 16.2) portati su una polpa rossa e zuccherina derivata dal ricettacolo.

    Nelle gimnosperme non vi sono frutti perché non vi è ovario: i semi maturano in uno strobilo formato da squame che lignificano (coni o pigne) e si aprono a maturità, o in strutture carnose (arillo del tasso, "bacca" di ginepro), derivate dall'accrescimento del tegumento del seme.

    Per garantire la diffusione della specie, i semi vengono allontanati dalla pianta madre con il processo della disseminazione. Si possono distinguere quattro diversi meccanismi fondamentali di dispersione dei semi.

      Nella disseminazione autocora la disseminazione è compiuta direttamente dalla pianta che produce i semi; li lascia cadere al suolo, o li lancia a breve distanza con appositi apparati di lancio; oppure li interra con movimenti dei peduncoli fiorali che si incurvano fino a terra. La disseminazione anemocora è operata dal vento; i semi sono piccoli e leggeri, spesso dotati di apparati che favoriscono il "volo": ciuffi di peli o pappo (composite), ali delle samare. La disseminazione zoocora è operata dagli animali; i semi rimangono attaccati al corpo dell'animale, oppure l'animale si ciba di semi o frutti e li dissemina con le feci. Nella disseminazione idrocora la disseminazione avviene per galleggiamento e trasporto nell'acqua; i semi possiedono espansioni membranose e tessuti aeriferi; i semi possono essere portati anche molto lontano (per esempio, la noce di cocco "viaggia" da un'isola all'altra).
  • Tab. 16.2: I frutti

    I frutti
    FRUTTI SECCHI pericarpo di consistenza membranosa o legnosa
    indeiscenti (a maturit� non si aprono)
    cariosside seme intimamente aderente alle pareti graminacee
    achenio seme non strettamente aderente alle pareti soffione
    noce strato esterno legnoso o coriaceo: pu� presentare un involucro parziale detto cupola noce, castagno, quercia, nocciolo
    samara � presente un'ala membranacea che agevola la disseminazione acero, frassino
    tricocco tre porzioni rotondeggianti che si separano a maturit� euforbia
    deiscenti (a maturit� si aprono liberando i semi)
    capsula, cassula contiene pi� semi che cadono dopo l'apertura di un opercolo (pisside), di uno o pochi pori (capsula poricida), di molti pori (treto), o in seguito al distacco di valve (capsula setticida) nell'ordine: anagallide, bocca di leone, viola
    follicolo l'apertura si attua lungo una sutura ventrale peonia
    legume, o baccello l'apertura si produce lungo due suture longitudinali leguminose
    siliqua simile al legume, ma con i semi inseriti su un sottile setto mediano cavolo, violacciocca
    FRUTTI CARNOSI pericarpo di consistenza carnosa
    drupa seme protetto da involucro legnoso (il nocciolo), rivestito da uno strato polposo (mesocarpo), a sua volta protetto da un tegumento (epicarpo) pesco, ciliegio
    bacca numerosi semi senza protezione legnosa pomodoro, peperone
    esperidio polpa separata in settori agrumi
    balausta suddivisa in logge, con semi rivestiti di tegumenti carnosi melograno
    peponide ricettacolo concresciuto con l'ovario zucca
    FALSI FRUTTI costituiti dall'accrescimento di porzioni del fiore non appartenenti all'ovario
    conorrodio simile a una bacca, dovuto all'ingrossarsi del talamo e del calice: molti semi e poca polpa rosa di macchia
    pomo semi immersi in uno spesso strato di polpa derivante dal ricettacolo melo, pero
    siconio porzione carnosa derivata dalla metamorfosi dell'infiorescenza fico
    INFRUTTESCENZE frutti composti da due o pi� frutti ravvicinati a simularne uno solo
    sorosio numerosi frutticini in cui il calice � divenuto carnoso gelso
    mora ogni frutticino consiste di una piccola drupa rovo
    strobilo, o cono, o pigna frutti trattenuti da numerose squame abeti, pini

    Tab. 16.1: Schema dell’apparato riproduttore delle spermatofi

    Schema dell’apparato riproduttore delle spermatofite e corrispondenza con le strutture delle piante a spore
      PIANTE A SPORE PIANTE A SEMI
    apparato maschile microsporofillo stame (2n)
      microsporangio sacche polliniche (2n)
      gametofito maschile granulo di polline (n)
      gamete maschile cellula spermatica (n)
    apparato femminile macrosporofillo carpello (pistillo con ovario, stilo
    e stimma) (2n)
      macrosporangio ovulo (2n)
      gametofito femminile sacco embrionale (n)
      gamete femminile cellula uovo (n)

    Media

    Figura 16.5Figura 16.2Figura 16.3
    Figura 16.4

    Divertiti con i quiz di Sapere.it!

    Su Sapere.it sono arrivati i quiz!

    Tantissime domande a risposta multipla per sfidare amici e famigliari in ogni campo dello scibilie: geografia, cinema, musica, sport, scienze, arte, architettura, letteratura, storia e curiosità, queste le categorie che metteranno alla prova la tua conoscenza.

    Comincia subito a giocare coi i quiz di Sapere.it!

    Enciclopedia De Agostini

    Dall’esperienza De Agostini, un’enciclopedia ancora più vicina alle tue esigenze.

    Agile, utile, dinamica, sempre a portata di mano, per esplorare, approfondire, conoscere, ricercare, aggiornarsi: oltre 185.000 termini che soddisfano la tua voglia di conoscenza quotidiana.

    Vai all'Enciclopedia