Seme e frutto - sciunisannio.it

IL SEME
ED
IL FRUTTO
Semi e frutti sono senza dubbio una
importante fonte di cibo per gli esseri
umani e gli altri animali. Da un punto di
vista biologico, i semi sono ovuli maturi
che contengono le nuove piante allo
stadio embrionale; l’enorme produzione
di semi assicura il rinnovamento delle
popolazioni vegetali. Ciascun seme è
prodotto e confezionato in modo tale da
assicurare la sua dispersione fino ad un
sito dove potrà germinare con successo e
crescere. Il frutto è la struttura che
contiene i semi delle angiosperme.
Il seme è un ovulo maturo
Il seme è il punto di arrivo del
processo riproduttivo iniziato
con il fiore. Con la (doppia)
fecondazione lo zigote diventa
embrione, i nuclei
dell’endosperma primario
danno origine all’endosperma e
i rivestimenti dell’ovulo
diventano i tegumenti del
seme.
SVILUPPO EMBRIONALE
L'embrione deriva da divisioni
mitotiche dello zigote: in genere la
prima divisione é trasversale e
porta alla formazione di due
cellule diverse tra di loro: quella
più grande, rivolta verso il
micropilo, darà origine al
sospensore che ha la funzione di
assorbire sostanze di riserva
dall'endosperma e trasferirle
all'embrione, mentre quella più
piccola, rivolta verso l'interno, darà
origine all'embrione.
Le strutture del seme possono
variare
Le piante hanno sviluppato molte soluzioni per propagarsi con
successo. Ad esempio nella maggior parte delle dicotiledoni,
(come il fagiolo), i nutrienti sono immagazzinati nei due
cotiledoni. I cotiledoni possono anche servire come organi di
assorbimento e, più tardi , come organi fotosintetici. Nelle
monocotiledoni invece, le sostanze nutritive sono
generalmente immagazzinate nell’endosperma. Nelle Poacee,
come il mais, il singolo cotiledone si presenta come un organo
specializzato che assorbe le sostanze nutritive dall’endosperma.
Il processo di
crescita
della pianta
La prima fase della germinazione è
l’imbibizione (o assorbimento di acqua).
Questa fase è molto importante perché il
seme , completamente disidratato, si trova
impacchettato con proteine, amido e lipidi
di riserva. Dopo l’imbibizione, vengono
attivati e liberati gli enzimi che digeriscono
le sostanze alimentari immagazzinate e le
riducono a piccole molecole che possono
essere convertite nell’energia necessaria alla
crescita.
Di conseguenza, le cellule di un
embrione idratato contengono pochi
organelli di accumulo e più
mitocondri, ribosomi e reticolo
endoplasmatico, ossia gli organelli
coinvolti nel metabolismo. Il primo
indizio che la germinazione si è
avviata generalmente è
l’ingrossamento della radichetta. Essa
assorbe acqua rapidamente e, facendo
scoppiare il tegumento del seme e
altri rivestimenti eventualmente
presenti, inizia a crescere verso il
basso, nel suolo.
Il processo di
crescita della
pianta
Durante la germinazione, i cotiledoni possono elevarsi
al di sopra del terreno (germinazione epigea), a volte
diventano organi attivi nella fotosintesi, oppure
possono rimanere al di sotto del suolo (germinazione
ipogea). I semi maturi possono essere dormiente e, a
seconda della specie e dell’ambiente in cui si trovano,
possono rimanere vitali e dormienti per un intervallo
di tempo che varia da qualche mese a qualche anno.
La dormienza è generalmente interrotta dalla
disponibilità di umidità, di ossigeno e di una
temperatura idonea. In qualche circostanza
possono essere necessari altri stimoli
quali la luce, la rimozione di inibitori
chimici o la distruzione
del tegumento del seme.
Il processo
di crescita
della pianta
Il processo di
In posizione centrale, nella pianta, c'è il fusto.
crescita
della
Grazie ad esso acqua e sali minerali assorbiti dalle
radici vengono distribuiti a tutta la pianta; le
pianta
sostanze elaborate dalle foglie (la linfa) mediante la
fotosintesi, vengono convogliate alle radici.
Attraverso questa doppia circolazione di liquidi nei
due sensi, possiamo dire che i due sistemi, quello
aereo e quello radicale, s'incontrano proprio nel
fusto.
1.Seme\ 2.Gemmula\3.Cotiledoni\4.Fusto\5.Foglia\6.Fiore\ 7.Frutto
Disseminazione
La disseminazione al pari dell’impollinazione, è un passo importante
nella riproduzione, in cui l’ambiente gioca un ruolo essenziale nel
condizionare l’efficienza di questi due processi.
Da questi dipende la diffusione e la possibilità che una specie ha di
diffondersi in aree sempre più vaste.
Ogni seme ha la potenzialità
di generare un individuo
adulto purché si trovi in un ambiente favorevole.
Disseminazione
Il Seme
La dimensione dei semi e dei frutti è un indice del materiale e
dell’investimento energetico della pianta madre che compie
nella fase riproduttiva. Grandi semi richiedono un investimento
maggiore di energia con un periodo maggiore anche per la
maturazione e per questo più soggetti all’attività dei predatori,
consumatori e parassiti.
Semi di grandi dimensioni hanno maggiore possibilità di sopravvivere in habitat estremi
come quelli aridi o umidi a patto che possiedano maggiori riserve.
Disseminazione
Composizione dei semi
Il seme è una struttura formata da un involucro di origine materna, il
tegumento, che racchiude l’embrione, derivato dalla fecondazione con
l’endosperma. Il tegumento ha due funzioni: quella protettiva nei confronti
dell’embrione e quella regolativa della germinazione del seme.
I tegumenti inoltre agiscono:

Durante la dispersione, controllando l’orientamento del seme.

Quando il seme “atterra” mettendolo in posizione per la germinazione.

Durante le prime fasi della germinazione, regolando l’assorbimento e le
riserve di acqua.
Disseminazione
Composizione dei semi
La composizione dei semi varia
enormemente da specie a specie,
tuttavia si ha sempre un
immagazzinamento di riserve
nell’embrione o nell’endosperma.
Queste riserve, a contenuto altamente
energetico, sono costituite da :
carboidrati (amidi e zuccheri),
lipidi oppure proteine.
La quantità di energia immagazzinata nei
semi dipende dal tipo di riserve,
ovviamente i lipidi, a parità di peso,
contengono una maggiore energia
rispetto ai polisaccaridi.
Disseminazione
Predazione
I semi sono consumati, sia maturi che
in fase di sviluppo, da molti tipi di
animali, specialmente insetti,
uccelli e mammiferi.
I predatori sono capaci di distruggere
interi raccolti ed esiste un certo
rapporto tra predatore e
dimensioni del seme.
Infatti sia l’aumento che la diminuzione delle
dimensioni dei semi, rispetto alla media
della specie, sono un metodo per sfuggire
alla predazione.
Semi troppo grandi possono essere difficili da
ingerire (per gli uccelli) o da trasportare
(per gli insetti).
Semi troppo piccoli sono scartati da molti
animali perché poco renumerativi.
Questa selezione dei semi non vale per tutte le
specie di animali.
Tipi di disseminazione
Le gimnosperme e angiosperme disperdono i semi con vari
meccanismi. L’abilità e la distanza con cui si ha la
dispersione dei semi dalla pianta madre aumentano la
possibilità che almeno qualche seme trovi un ambiente
favorevole per la successiva germinazione. L’elemento che
viene disperso può essere il frutto stesso nel caso di frutti
indeiscenti o il seme nel caso il frutto sia deiscente.
Disseminazione non
specializzata
Non tutte le piante hanno meccanismi
speciali per la dispersione dei semi e
in questo caso vengono allontanati
Se la pianta madre invece di crescere in
pianura cresce in pendio
i semi si allontaneranno perché
solo se c’è vento e se hanno un
rotolano e ci sarà un distribuzione
basso peso.
preferenziale.
Le querce hanno questo tipo di
I semi ammassati sotto la pianta madre
disseminazione, i semi cadono per
sono utilizzati dai predatori e sono
gravità e non si allontanano di
anche più soggetti all’attacco di
molto dalla pianta madre.
funghi, per questo motivo quelli
dispersi hanno più possibilità di
sopravvivere.
Disseminazione idrofila
Indipendentemente dalle piante acquatiche, in cui questo mezzo di
disseminazione è abituale, l’idrofilia è un mezzo di dispersione per
quelle specie che non hanno particolari meccanismi che ne
facilitano la dispersione. Piogge violente hanno la capacità di
distaccare i frutti maturi e di disperdere i semi. La distanza può
essere di pochi metri, in caso di pioggia, qualche chilometro se si
tratta di alluvioni o di molti chilometri se trasportati dalla corrente
di fiumi, laghi o mari.
Disseminazione all’esterno di
animali - epizoocoria
Questo tipo di dispersione si realizza
con due tipi di adattamenti quali la
formazione di spine, setole o uncini
nel seme o nel frutto.
Questi favoriscono l’attacco al pelame
di alcuni animali, in questo modo si
possono trasportare anche semi di
dimensioni superiori al centimetro.
In altri casi sono presenti delle
sostanze adesive che facilitano
l’attacco al corpo o al becco di
alcuni uccelli, come nel caso
del vischio e della pania.
Disseminazione mediante
animali raccoglitori
Gli animali sono importanti agenti dispergenti perché sono consumatori e
raccogliendo i semi per la loro dieta favoriscono l’allontanamento dalla
pianta madre. Gli uccelli, come anche alcuni piccoli mammiferi e insetti
come le formiche, raccolgono, semi e frutta, tuttavia essendo predatori i
semi dispersi sono quelli sfuggiti durante il trasporto o vengono
dimenticati, come nel caso degli scoiattoli. I semi vengono raccolti dagli
animali per il loro contenuto di nutrienti o per la presenza al loro esterno
di appendici: caruncole o elaiosomi, a contenuto oleoso o amilifero in cui
sono localizzate sostanze gradite agli animali (generalmente insetti).
Disseminazione dopo
ingestione - endozoocoria
I semi dispersi in questa maniera
Nella maggior parte dei casi i semi rimangono per
sono tutti quelli che vengono
un breve periodo nella parte superiore
mangiati perché circondati da
dell’apparato digerente poiché vengono
una polpa edule che rappresenta
rigurgitati dopo che è stata estratta la polpa
la ricompensa alla dispersione.
I frutti consumati dagli animali sono
Solo in pochi casi il seme attraversa tutto
l’apparato digerente, ciò favorisce la
attraenti perché oltre ad avere un
germinazione a causa dell’azione di particolari
elevato valore nutritivo sono
enzimi o che digeriscono il tegumento posto a
colorati emanano aromi e
protezione o rimuovono i meccanismi che
profumano.
inibiscono la germinazione (alcuni uccelli
notturni come civette e barbagianni).
Disseminazione dopo
ingestione - endozoocoria
I semi durante l’ingestione possono essere masticati o completamente
digeriti, per evitare ciò ci sono dei meccanismi di protezione sia chimici
che fisici. Si ha la presenza di grossi strati di scleridi nel tegumento e di
composti cartacei. Questi composti provocano contrazioni
nell’apparato digerente e si può avere l’espulsione o con il vomito o con
le feci. Le distanze percorse dal seme sono le più elevate rispetto agli
altri meccanismi di dispersione, basti pensare agli uccelli.
IL FRUTTO
E’ l’ovario maturo di un fiore. Si
tratta di una struttura
Nella sua accezione comune, il
importante nel ciclo biologico
termine frutto si riferisce
sessuato delle angiosperme. I
normalmente a quelle strutture
frutti proteggono i semi,
succose e commestibili come la
collaborano alla loro
mela, la prugna, la pesca o
dispersione. Dato che la loro
l’uva. Ma dal punto di vista
struttura è molto stabile,
BOTANICO sono frutti anche
anche quando si sviluppano in
ciò che viene comunemente
ambienti differenti, i frutti
detto verdura, come i bacelli dei
offrono caratteri importanti
fagioli, la melanzana, la zucca,
nella classificazione delle
così come pure il mais, l’avena e
angiosperme.
gli altri cereali.
Dopo la fecondazione e iniziata la
trasformazione degli ovuli in semi
l’ovario si modifica profondamente e diventa
un frutto.
Classificazione dei frutti:
1) “classica” il frutto deriva dalla
trasformazione dell’ovario che assume
caratteristiche particolari e viene indicato
con il nome di pericarpo
2) secondo Winkler il frutto non
corrisponde necessariamente ad un
ovario che si è trasformato dopo la
fecondazione,
ma all’intero gineceo.
IL FRUTTO
Il frutto viene normalmente prodotto solo dopo la fecondazione dell'ovulo. La maturazione dell'ovario provoca
l'avvizzimento degli stimmi e delle antere e l'accrescimento dell'ovario.
La parete del frutto(che si sviluppa
dalla parete dell’ovario) è detta
pericarpo, i suoi tre strati, più o
meno distinti, sono (partendo
dal più esterno), ESOCARPO,
MESOCARPO, ENDOCARPO.
IL FRUTTO
Ci sono tre principali
categorie di frutti: il
frutto SEMPLICE, il
frutto AGGREGATO e
l’INFRUTTESCENZA
I frutti aggregati derivano da
molti ovari separati ma
appartenenti ad un singolo
fiore, frutti afferenti ad un
singolo fiore (come la
fragola).
(o frutto multiplo).
I frutti semplici derivano da
un singolo ovario.
I frutti multipli, come
l’ananas, sono costituiti
dagli ovari ingrossati di
fiori diversi, ma più o meno
concresciuti a formare
un’unica massa.
I frutti semplici
Possono essere secchi o carnosi,a seconda che il pericarpo (parete
del frutto) sia secco o carnoso. L’ovario può essere composto
da uno o più carpelli, e il frutto secco può essere deiscente o
indeiscente.
Frutti secchi DEISCENTI
A maturità liberano il seme
aprendosi spontaneamente, con
differenti modalità,per liberare i
semi. Esempi sono: il legume (o
bacello), il follicolo (magnolia), le
capsule (papavero), la siliqua (frutto
caratteristico della famiglia del
cavolo e della senape).
Frutti secchi INDEISCENTI
A maturità non liberano il seme ed i semi
vengono diffusi ancora protetti dal
pericarpo. Esempi sono: l’achenio
(girasole), la cariosside o chicco (riso e
frumento), la samara (olmo e acero), il
diachenio (fam. delle carote). Il termine
noce viene usato per un certo numero di
semi e di frutti provvisti di un guscio duro.
INDEISCENTI
DEISCENTI
MECCANISMI DI
MOVIMENTO
Coronilla emerus L .
I frutti DEISCENTI vengono aperti molte volte da
movimenti Igroscopici.
La famiglia delle
Fabaceae
Le fibrille di cellulosa delle pareti, per imbibizione o per
disseccamento, possono modificare abbastanza facilmente le reciproche
distanze, ma non la propria lunghezza. Le pareti cellulari possono variare la
propria distensione solo perpendicolarmente alla propria lunghezza. Se la
parete di un frutto è costituita da strati di cellule con diverso andamento,
per imbibizione o al contrario per disseccamento si realizzano tensioni che
possono provocarne l’improvvisa lacerazione e l’espulsione dei semi.
Il genere Impatiens, ad esempio
dispone di meccanismi di
“lancio”, messi in atto da
fenomeni di turgore. Le cellule del
mesocarpo formano un tessuto
che diventa turgido. Esse hanno
un potenziale idrico molto
negativo (-20bar). L’assorbimento
osmotico d’acqua, condizionato
da questo provoca un aumento di
volume.
Le cellule fibrose dell’endocarpo
formano un tessuto di resistenza
che contrasta l’ aumento di
volume.
Con il procedere della maturazione si
forma un tessuto di separazione .
Successivamente i carpelli si lacerano
nel punto di inserzione del peduncolo,
ruotano verso l’alto come una molla e
lanciano i semi alla distanza di alcuni
metri.
Impatiens wallerana
MECCANISMI DI MOVIMENTO
Il cocomero asinino (Ecballium elaterium), invece, possiede un meccanismo
“esplosivo”.
Ecballium elaterium
In questo caso il tessuto di turgore
corrisponde all’endocarpo. Alla maturità del
frutto l’esocarpo forma un tessuto di
resistenza teso ed elastico. Il tessuto di
separazione si forma nel peduncolo fruttifero
che, a causa della pressione interna che
aumenta nel frutto, viene scagliato via come
un tappo di spumante.
La parete del frutto si contrae ed accelera l’espulsione violenta del contenuto del
frutto con i semi. Il frutto vuoto balza via nella direzione opposta a causa del
contraccolpo.
I frutti semplici
Frutto CARNOSO
I frutti appartenenti a questa categoria sono alimenti molto
diffusi e sono caratterizzati dall’avere la parete del frutto carnosa.
Proprio quest’ ultima attrae gli animali che poi mangiano il
frutto e, così facendo trasportano i semi lontano. I semi contenuti
in questo tipo di frutto hanno un tegumento che non si deteriora
né al passaggio del seme attraverso l’animale né al momento della
deposizione con le sue feci. Esempi sono la DRUPA (ciliegia,
pesca, albicocca, ulivo), IL POMO (mela), LA BACCA (pomodori,
limoni, cocomeri). In particolare si distinguono due tipi di bacca:
L’ESPERIDIO (limoni, arance, lime e pompelmi) e la PEPONIDE
(i frutti del cocomero, del cetriolo e della zucca).
FRUTTI AGGREGATI: si formano a partire da numerosi
carpelli appartenenti ad un unico fiore;questi frutti sono
costituiti da molti frutti semplici inseriti su un ricettacolo
carnoso. Il fiore della fragola possiede numerosi carpelli
singoli disposti su un ricettacolo, e ciascun carpello
diventa poi un achenio.
FRUTTI MULTIPLI O INFRUTTESCENZA: si forma a
partire da singoli ovari di diversi fiori concresciuti insieme.
Esempi sono: il fico e l’ananas
Non tutti i frutti contengono i semi
In alcune piante , possono svilupparsi frutti normali che però
non contengono semi. I frutti che si sviluppano senza
fecondazione sono detti PARTENOCARPICI; sono privi di
semi e vengono detti pertanto apireni. I frutti apireni sono
generalmente prodotti dalle piante coltivate quali la
melanzana, gli aranci navel, il banano,l’ananas e alcune
varietà di melo e pero.