Introduzione al mondo dei frutti

Introduzione ai
frutti
Tra curiosità e realtà
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I frutti
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I FRUTTI
Quante volte ci troviamo di fronte ad un frutto e lo chiamiamo verdura? Chi sa che il fico è
formato da centinaia di frutti riuniti? Perchè a volte la patata viene considerata come un frutto?
Perchè la fragola, l’ananas o più semplicemente la mela sono di più che un semplice frutto? Come
riconoscere il seme dal nocciolo? Perchè esiste una così vasta gamma di frutti? Queste sono solo
alcune fra le molte domande alle quali si cercherà di dare una risposta durante questo corso.
Richiami sulla struttura del fiore
Per conoscere i frutti bisogna prima capirne la formazione. Per questo è necessario cominciare
con una veloce presentazione della struttura del fiore ed in particolare della parte femminile: il
pistillo.
Visione generale
Dall’esterno verso l’interno del fiore si possono riconoscere le parti seguenti: il calice e la corolla
(che costituiscono il perianzio), l’androceo ed il gineceo (che sono le parti sessuate del fiore). Tutti
questi elementi sono disposti sul ricettacolo, che consiste nella parte terminale ingrossata del
pedicello.
Le parti di un fiore.
Le strutture citate non sono sempre tutte presenti in uno stesso fiore. Ad esempio, alcune specie
hanno fiori privi di calice o di corolla, oppure di entrambi: essi hanno un perianzio semplice (in
opposizione a doppio), rispettivamente nullo. Inoltre, nei fiori unisessuati sono presenti
unicamente le parti maschili o femminili (caso dei salici).
Calice e corolla
Il calice è la parte più esterna del fiore. Esso è composto dai sepali che sono in genere di colore
verde e di dimensione ridotta. Questi hanno in genere un ruolo protettivo nella gemma fiorale e
per questo motivo a volte cadono dopo la fioritura (per esempio nel Papavero). Normalmente si
contano 4 o 5 sepali nelle dicotiledoni e 3 nelle monocotiledoni. In molte piante però, e in
particolare in quelle meno evolute come la Magnolia, vi è un numero indefinito di sepali.
La corolla è formata dai petali che hanno, nella maggior parte dei casi, una funzione attrattiva
verso gli insetti. Per questo motivo essi sono spesso vivamente colorati e più grandi dei sepali. Il
numero dei petali è in genere uguale a quello dei sepali.
La parte femminile: il gineceo
Il gineceo è la parte femminile del fiore. Esso è composto da uno o più pistilli a loro volta
formati dall’ovario (la parte inferiore ingrossata dove sono contenuti gli ovuli) e lo stilo (più o
meno allungato) che termina con lo stimma (la parte che riceve il polline). Dopo la fecondazione
ad opera del polline, il pistillo si trasforma in frutto e gli ovuli, al suo interno, formano i semi.
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Posizione dell’ovario
La posizione dell’ovario è molto importante per l’identificazione delle famiglie e la
comprensione della formazione del frutto. Si possono distinguere due casi principali: l’ovario
supero e quello infero. Per determinare a quale categoria appartiene un fiore, bisogna osservare
dove sono inseriti gli elementi della corolla: se l’ovario si trova al di sopra di essi viene detto
supero, se si trova al di sotto viene detto infero e si trova quindi all’interno di una cavità formata
nel ricettacolo. Esistono evidentemente anche numerosi casi di ovari in posizione intermedia.
Negli ovari inferi si può distinguere il caso in cui la parete dell’ovario è saldata al ricettacolo
oppure libera da esso.
supero
mezzo infero
saldato
infero libero
infero libero
(a più ovari)
infero saldato
al ricettacolo
I carpelli
Il pistillo è formato da uno o più carpelli saldati fra di loro per formare una o più cavità (le
cavità dell’ovario); all’interno di esse si trovano gli ovuli che si sviluppano in seguito in semi. Il
concetto di carpello pone spesso problemi ma è basilare per l’analisi di un frutto. Si può dire che i
carpelli formano l’ovario come le doghe formano la botte.
Il modo con cui sono saldati i carpelli determina la posizione degli ovuli: si parla di
placentazione (gli ovuli sono fissati su un tessuto particolare chiamato placenta).
3 ovari liberi,
placentazione marginale
(p. es. certe Ranunculaceae)
3 carpelli saldati (un solo ovario),
placentazione assiale
(p. es. Liliaceae)
placentazione centrale
(p. es. Caryophyllaceae)
placentazione basale
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ovario tricarpellato,
placentazione parietale
(p. es. melone, anguria)
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I frutti
Introduzione
Con l’apparizione delle angiosperme gli organi riproduttori sono stati riuniti nel fiore, una
struttura nuova destinata nella maggiorparte dei casi a coevolvere con gli insetti e gli altri animali
che assicurano la fecondazione e la dispersione dei semi. Il frutto è anch’esso una novità evolutiva
e deriva dalla maturazione dell’ovario.
Alcune famiglie sono caratterizzate da un frutto particolare come per esempio le Fabacee
(legume o baccello), le Brassicacee (siliqua) o ancora le Apiacee (diachenio). La conoscenza dei
frutti è quindi molto importante per la classificazione delle piante. Studiare i frutti permette di
saper fare la differenza, sulla base della struttura interna e dell’origine delle varie parti, tra frutti
apparentemente simili ma di struttura diversa (fenomeno di convergenza).
Origine dell’ovario
Per abbordare il capitolo dei frutti bisogna essere bene in chiaro sull’origine dell’ovario. In
particolare bisogna sapere che sepali, petali, stami e carpelli sono originati dalla differenziazione
di foglie, che durante l’evoluzione hanno acquistato una funzione diversa da quella fotosintetica.
L’ovario è formato dai carpelli uniti lungo i loro bordi. Il carpello è originato da una foglia fertile
che porta gli ovuli sul margine della lamina (differenziato in placenta). Nell’ovario, quindi, le
placente (che portano gli ovuli) si trovano vicine alle zone di saldatura dei carpelli. In questo modo
la saldatura dei carpelli origina la cavità dell’ovario, la cui parete ha una funzione di protezione
degli ovuli che si trovano all’interno. È per questo che si parla di angiosperme, cioè piante con
semi (sperma) rinchiusi in un ovario (aggeion = vaso, recipiente).
Definizione
Botanicamente il frutto è la struttura originata dalla trasformazione del gineceo innescata (in
genere) dalla fecondazione ad opera del polline. Il frutto ha forma, dimensione, consistenza,
colore, odore e gusto molto variabili in funzione del tipo di disseminazione al quale è destinato.
Questa diversità ha però come denominatore comune l’origine delle varie parti del frutto.
In ogni frutto si possono riconoscere varie parti, ognuna delle quali ha origine da una
componente del gineceo. In particolare:
• il gineceo (ovario)
• la parete del gineceo
- l’epidermide esterna del gineceo
- l’epidermide mediana del gineceo
- l’epidermide interna del gineceo
• l’ovulo
• l’oosfera (gamete femminile)
da il frutto nel suo insieme
da il pericarpo (che contiene i semi)
da l’epicarpo
da il mesocarpo assieme formano il pericarpo
da l’endocarpo
da il seme (che contiene l’embrione e le riserve)
da l’embrione (per fecondazione)
Secondo questa definizione mele, fragole e ananans non sono un frutto ma qualcosa di più. In
effetti oltre al gineceo, maturano altre parti del fiore (ricettacolo nella fragola o nella mela, petali e
sepali nell’ananas) e si ottiene quindi una struttura più complicata.
Per questa ragione esiste una seconda definizione di frutto determinata dalla sua funzione, cioè
di una struttura prodotta dalla pianta e destinata alla dispersione dei semi.
Molti frutti quali zucche, cocomeri, pomodori, fagioli cornetti o peperoni sono qualificati di
verdura (piatti salati in genere) nel linguaggio comune mentre con frutto si indicano in genere
degli alimenti dolci, da dessert.
Ruolo del frutto
Il frutto ha un ruolo importante nella protezione dei semi durante la loro formazione e, a
maturazione ultimata, nella loro disseminazione.
La struttura del frutto è in relazione al tipo di disseminazione. Ad esempio nell’anemocoria
(disseminazione tramite il vento) il frutto è provvisto di parti membranose che facilitano il volo;,
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nella zoocoria (tramite gli animali) è provvisto di ganci che gli permettono di attaccarsi agli
animali oppure possiede un seme che passa indenne il tratto digestivo degli animali.
Coevoluzione
Le grande diversità di piante a fiore che esiste oggi è il risultato del successo della
collaborazione con gli insetti e gli altri animali oltre che all’adattamento alle condizioni ambientali
(vento, pioggia, incendi,…). Se gli insetti sono responsabili principalmente dell’impollinazione, gli
altri animali sono molto importanti nel meccanismo di dispersione dei semi. Forma, strutture
addizionali quali uncini, colore, gusto, odore sono importantissimi affinchè la dispersione del
frutto e dei semi in esso contenuto sia efficace.
È interessante notare come molti frutti necessitino di animali particolari per essere dispersi. Si
pensi ad esempio al ruolo della ghiandaia o dello scoiattolo che permettono a quercie, noccioli ed
altre specie di… spostarsi!
Classificazione e alcuni esempi
I frutti sono classificati sulla base dell’aspetto del pericarpo (carnoso o secco), del mesocarpo
(scleroso o carnoso) e sulla possibilità o meno che il frutto si apra a maturità (deiscente o
indeiscente). Non vengono qui considerate le infruttescenze, cioè i frutti derivati da una
infiorescenza (grappolo di uva per intendersi).
Il capitolo dei frutti è più ampio di quanto si possa inizialmente pensare.
I frutti secchi
Vengono definiti frutti secchi quelli che presentano un pericarpo secco a maturità. Si possono
distinguere due grandi categorie: i frutti indeiscenti e quelli deiscenti.
Nei frutti indeiscenti il seme resta sempre all’interno del pericarpo e si disperde con esso.
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doppio achenio
(Apiaceae)
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achenio con pappo
(Asteraceae)
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samara (achenio
alato di Ontano)
tetrachenio
(Lamiaceae)
I frutti secchi deiscenti si aprono a maturità per liberare i semi.
siliqua
(Brassicaceae)
follicolo o baccello
(Fabaceae)
capsula
follicoli
(Aquilegia)
I frutti carnosi
Nei frutti carnosi il pericarpo presenta una parte polposa e succulenta. In questa categoria si
possono distinguere due tipi di frutti: quelli con endocarpo carnoso e quelli a endocarpo scleroso.
Nella prima categoria vi sono le bacche vere e proprie, gli agrumi (esperidi) e i peponidi; nella
seconda vi sono le drupe o frutti con nocciolo.
A sinistra un falso frutto (Fragola) composto da un
ricettacolo che porta numerosi acheni (i veri frutti!).
Alla sua destra una drupa: l’endocarpo scleroso è
detto nocciolo e contiene il seme. A sinistra una bacca
paricolare: la banana.
Schema della sezione del frutto di banana. Si tratta
di una bacca polisperme derivata da un ovario infero
e quindi circondata da tessuti derivati dal ricettacolo.
Parti derivate dall’ovario (frutto vero):
a: seme
b: endocarpo, placente e cavità interna
c: linea di sutura tra due carpelli
d: mesocarpo carnoso
e: nervature del carpello
f: epicarpo sottile
Parti derivate dal ricettacolo:
g: ricettacolo divenuto carnoso
h: buccia (ispessimento dell’epidermide)
i: epidermide (fotosintetica)
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I frutti
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Frutto
derivato da
più ………
Frutto derivato da un solo ……...……...
Frutto
formato da
altre ………
Frutto formato unicamente dal ………………
Più …...
liberi
Un solo ……...……... (frutti semplici)
Frutto ………
Endocarpo
………
Endocarpo
……...
Esempi
Esempi
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(stesse
categorie dei
frutti
semplici)
Frutto ………
Esempi
Esempi
Esempi
Esempi
Esempi
Esempi
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Guida all’osservazione
Fra i numerosi frutti presenti oggi indicane il nome di un paio per ogni categoria proposta:
1. Un frutto che si disperde tramite il vento (per i docenti: si può immaginare un esercizio con
immagini di vari frutti da ordinare secondo l’efficacia del volo motivando la risposta)
2. Frutti che sfruttano la fortuna e frutti che aumentano le chances di germogliare (per i
docenti: aiutare gli allievi a scoprire che chi si affida alla fortuna produce in genere un
numero più elevato di semi e/o frutti)
3. Scegliere il frutto più strano e spiegare cosa ci lascia perplessi (che non riusciamo a spiegarci
come una forma particolare ad esempio)
4. Frutti selvatici e frutti coltivati: quali le principali differenze? (taglia, fertilità, colore,
rapporto polpa-nocciolo,…). Per i docenti: riflettere sul’origine selvatica di quello che si
trova in negozio e sulle implicazioni che ciò può avere.
5. Frutti molto variabili: alcune specie hanno una grande varietà di forme. Come mai.?
Bibliografia sui frutti
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Frutto
derivato da
più fiori
Frutto derivato da un solo fiore
Frutto
formato da
altre parti
oltre al
gineceo
Frutto formato unicamente dal gineceo
Più ovari
liberi
Un solo ovario (frutti semplici)
Frutto carnoso
Endocarpo
carnoso
Frutto secco
Endocarpo
Deiscente
Deiscente
sclerificato unicarpellato pluricarpellato
1. Bacca
Drupa
2. Agrume
(stesse
categorie dei
frutti
semplici)
Indeiscente
1. Follicolo
1. Capsula e
pissidio
1. Achenio
Frutto
complesso
2. Baccello
(legume)
2. Siliqua e
siliquetta
2. Cariosside
o falso frutto
3. Peponide
Frutto
composto
3. Nuculo
(nocciola)
4. Samara
5. Schizocarpo
Esempi
Avocado
Uva
Dattero
Zucchina
Arancio
Zucca
Melone
Esempi
Esempi
Esempi
Esempi
Ciliegie
Fr. Aquilegia Fr. di Viola
Fr. Salvia
Pesca
Fr. Magnolia Pissidio di
Prugna
Anagallis
Ghianda
Noce
Legumi vari Fr. di Papavero Riso, grano
Noce di cocco
Moneta
Nocciola
Caffé
del Papa
Fr. di Acero
Fr. di Malva
More
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Fr. di Rosa
di Natale
Soffione
Semi Girasole
Fr. di Ranuncolo
Esempi
Esempi
Esempi
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Mela
Pera
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Ananas
Fico