la riproduzione nei vegetali - e

LA RIPRODUZIONE NEI
VEGETALI
La riproduzione nei vegetali può essere:
-VEGETATIVA
- SESSUALE
- PER SPOROGONIA
assenza di ricombinazione genica
formazione di nuovi corredi
cromosomici
Nei vegetali la meiosi può dare origine a due diversi
tipi cellulari con funzione riproduttiva: gameti o meiospore
Un gamete è una cellula aploide in grado di
dare origine ad un nuovo individuo solo se si
fonde con un’altra cellula aploide di sesso
opposto, cioè un altro gamete
Una meiospora (spora meiotica) è una cellula
aploide che origina un nuovo individuo senza
fondersi con un’altra cellula aploide
Nei vegetali prevale la produzione di spore
meiotiche o meiospore !
Le generazioni che avranno origine dalla fusione
di due gameti o da una singola spora avranno un
corredo cromosomico, rispettivamente, doppio o
singolo, saranno cioè diploidi (generazione
sporofitica) o aploidi (generazione gametofitica)
La riproduzione vegetativa si basa sulla mitosi
e origina individui geneticamente identici
LA RIPRODUZIONE ASESSUATA o VEGETATIVA
Gemmazione nei lieviti
Organismi unicellulari
Nella scissione la cellula madre si
divide completamente in due
nuove cellule figlie
SCHIZOTOMIA
Un più elevato valore di
propagazione si ha nella divisione
multipla (SCHIZOGONIA) di una
cellula nella quale da una cellula
madre si originano molte cellule
figlie
Organismi unicellulari
Organismi unicellulari o pluricellulari
Sporocisti di un fungo
piena di tante spore mitotiche (mitospore
)
Le spore mitotiche (mitospore) sono AGAMETI
(cellule germinali asessuate) che rappresentano
un importante mezzo di propagazione. Si sono
evolute in quasi tutti gli organismi vegetali e
consentono una rapida moltiplicazione se le
condizioni ambientali sono favorevoli.
SPORULAZIONE
Le mitospore, oltre a rappresentare la forma di dispersione
della specie, possono anche rappresentare una forma di
resistenza
SPORULAZIONE
conidi
Spore asessuate
di alcuni funghi
(zigomiceti)
Consiste nel distacco di una parte del corpo specializzata
per la riproduzione vegetativa e dalla quale si originerà un
nuovo individuo
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Stoloni della fragola (Fragaria sp.)
Stoloni: sono fusti modificati, con internodi allungati, si
sviluppano nel terreno o in superficie ma parallelamente al
suolo (plagiotropi). Lo stolone rappresenta una struttura
semplificata rispetto al caule (fusto) aereo. Ai nodi degli
stoloni si formano radici (avventizie). Es, fragola
Rizomi: fusti ipogei, plagiotropi, con maggiori tessuti di
riserva rispetto agli stoloni. Come un fusto aereo il rizoma è
formato da nodi ed internodi. In corrispondenza dei nodi
possono formarsi piccole scaglie, che in realtà sono le vere
foglie ma non crescono e non fotosintetizzano. All’ascella di
queste scaglie si possono organizzare le gemme ascellari che
allungandosi verso l’esterno formano i nuovi rami. Es,
bambù, iris, gigli
Stoloni e rizomi possono essere frammentati per
dare origine a nuove piante: riproduzione per
frammentazione
La patata ha tre diversi
tipi di fusto:
1)fusto verticale con le
vere foglie;
2) stoloni sotterranei
3) tuberi all’estremità
dei rizomi.
La riproduzione vegetativa
si attua mediante l’isolamento
degli occhi (gemme) e la loro
messa in coltura.
Polloni di ulivo
rizogenesi
caulogenesi
neoformazione
di fiori
La riproduzione sessuale
ha richiesto l’evoluzione della meiosi
aploidi
PLASMOGAMIA + CARIOGAMIA = SINGAMIA
LA RIPRODUZIONE
SESSUALE
ripartizione
casuale
degli
omologhi
FONTI DI VARIABILITA’ GENETICA
Crossing over
nuove combinazioni geniche in ciascun
cromatidio
Ripartizione casuale
degli omologhi
nuove combinazioni di cromosomi
in ciascuno dei quattro nuclei aploidi
Gli ALLELI
• Ogni gene può esistere in due o più forme dette
ALLELI
• Due cromosomi omologhi possono contenere
nello stesso locus genico alleli uguali o diversi
• Nuovi alleli si formano spontaneamente di
continuo (mutazioni spontanee) ma si
diffondono nella specie tramite il meccanismo
sessuale (alternarsi regolare di meiosi e
fecondazione)
Ripartizione casuale degli
omologhi
I prodotti della meiosi:
gameti o spore meiotiche
Nei vegetali prevale
la produzione di spore meiotiche
spore
meiotiche
Le lamelle di un
fungo a cappello
contengono
le
strutture
che
producono spore
meiotiche
Immagini da: La biologia delle piante di Raven, Evert-Eichhorn, Zanichelli, modif
Dove sono formate e contenute le
meiospore?
In SPOROCISTI (unicellulari) o
SPORANGI (pluricellulari)
L’individuo aploide nato dalla spora
meiotica si chiama gametofito
Perchè?
Perchè produce per mitosi i gameti,
contenuti
in
contenitori
detti
GAMETOCISTI
(unicellulari)
o
GAMETANGI (pluricellulari)
Il CICLO BIOLOGICO (detto anche CICLO
ONTOGENETICO) di una specie è costituito
dall’insieme degli eventi e degli stadi che si verificano
nell’esistenza dei componeni della specie, a partire da
un determinato evento fino al ripetersi dello stesso
evento nei discendenti
GAMETOFITO (n)
SPOROFITO (2n)
Le strutture in cui si formano i gameti sono
dette:
GAMETOCISTI
Se i gameti si formano all’interno
di organi riproduttori unicellulari
OOGONI
GAMETANGI
Se i gameti si formano all’interno di
organi riproduttori pluricellulari
SPERMATOGONI
ARCHEGONI
ANTERIDI
ALGHE
FUNGHI
Chara sp.
Immagine da: Botanica, Mauseth, Ed. Grasso
Nei vegetali primitivi i gameti dovevano essere identici (isogamia).
Poi, in seguito a mutazioni, si differenziarono.
Spesso è possibile distinguere gameti maschili e femminili,
morfologicamente diversi (anisogamia), prodotti da gametofiti
maschili e femminili (oppure dallo stesso gametofito). Quando il
gamete femminile non è flagellato, si parla di oogamia.
ZIGOSPORANGI
gametocisti
gametocisti
Gametangiogamia isogama in un fungo
I cicli vitali:
l’alternarsi di fasi aploidi e diploidi
CICLI DIPLONTI: l’unica cellula aploide è il gamete.
Lo zigote, per mitosi, origina una popolazione di cellule
diploidi. Es: gli animali
CICLI APLONTI: l’unica cellula diploide è lo zigote.
Es, molti funghi e molte alghe
CICLI APLODIPLONTI: lo zigote, per mitosi, origina una
popolazione di cellule diploidi. Da queste, mediante la
meiosi si originano delle spore aploidi (meiospore) che
originano, a loro volta, per mitosi, popolazioni di cellule
aploidi da cui ci formeranno (per mitosi) i gameti aploidi.
Es, piante
Esempi di vegetali (alghe brune)
con ciclo diplonte
Sargassum sp.
Fucus sp.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bladder_Wrack_(Fucus_vesiculosus)_-_geograph.org.uk_-_224125.jpg
Molte alghe
https://www.aquaportail.com/definition-13637-spirogyre.html
I filamenti sono
costituiti da cellule aploidi
Spirogyra non forma gameti
mobili ma può riprodursi
sessualmente
per
coniugazione.
Spirogyra sp.
http::// www.naturamediterraneo.com
gametofito
sporofito
Ciclo aplodiplonte,
con generazioni
isomorfiche
Riassumendo......
Piante:
Briofite
Pteridofite
Spermatofite
(Gimnosperme
e Angiosperme)
Ciclo aplodiplonte con dominanza della fase aploide
(gametofito) sulla fase diploide (sporofito): tipico nelle
Briofite
L’affermazione biologica della
diploidia
La generazione con due alleli
per gene si afferma
La generazione gametofitica (n) è, infatti, più vulnerabile
rispetto allo sporofito (2n): eventuali mutazioni diventano
manifeste. Gli organismi aploidi risultano più sensibili a
variazioni ambientali.
Inoltre, negli organismi aplonti, i gameti di segno opposto
possono formarsi sullo stesso gametofito (per mitosi) e,
successivamente, fondersi. La variabilità è altamente ridotta
in questi casi (alla meiosi i cromatidi degli omologhi si
scambiano sequenze alleliche praticamente uguali).
Nelle Gimnosperme lo sporofito è dominante sul
gametofito
LE ANGIOSPERME (= PIANTE A FIORE) SONO LE PIÙ EVOLUTE TRA LE
PIANTE TERRESTRI
IL FIORE RAPPRESENTA
LA STRUTTURA
RIPRODUTTIVA DELLA
PIANTA (sporofito)
Il gametofito maschile maturo è ridotto tre cellule (granulo pollinico)
mentre il gametofito femminile a 7 cellule contenute nell’ovulo