UNICAM – Università di Camerino
A.A. 2013/2014
Corso di Botanica per Scienze Veterinarie
Prof. Andrea Catorci
Dott. Luca Malatesta
Lezione 6: Spermatofite - Gimnosperme
Spermatofite
- Cormofite
- Si distinguono da muschi, epatiche e felci per la presenza dei semi
- L'ovulo, organo tipico delle spermatofite, è un macrosporangio (nucella)
rivestito da tegumenti con una apertura, il micropilo, che permette
l'ingresso del tubulo pollinico
- La macrospora si sviluppa all'interno della pianta e non viene mai liberata
all'esterno, il macrogametofito (femminile) viene prodotto internamente e
rimane costantemente protetto. La fecondazione non necessita di acqua.
- Una sola cellula della macrospora subisce la meiosi, producendo 4
macrospore (aploidi), delle quali solo una resta disponibile per la
fecondazione
- Il gamete femminile è protetto dall'archegonio, dalla parete della
macrospora, dal macrosporangio e dai tegumenti dell'ovulo.
- Lo sporangio rimane attivo e fornisce nutrimento alla macrospora
- Il microsporangio (maschile) è costituito da tessuto nutritivo che
supporta cellule madri del polline, che per meiosi producono microspore
- L'ovulo protegge il gametofito femminile (sacco embrionale) con i propri
tegumenti, e lo nutre attraverso la placenta ed il funicolo.
- Il gametofito contiene il gamete femminile (oosfera) e dei nuclei polari che
favoriranno lo sviluppo del seme dopo la fecondazione
- Il granulo pollinico contiene un nucleo vegetativo che origina il tubulo
pollinico, ed un nucleo generativo che produce le cellule spermatiche
Polline
I granuli pollinici sono
microspore al termine della
germinazione, e contengono il
microgametofito (maschile).
Sono rivestiti da una parete
esterna (esina) rigida,
impermeabile e resistente
composta da sporopollenina.
Lo strato interno (endina) è più
elastico e contiene per lo più
polisaccaridi.
Il tubulo pollinico fuoriesce da
pori o solchi disposti in vario
modo sulla parete esterna a
seconda della specie (spesso
costituiscono carattere
diagnostico).
Pollini e paleobotanica
La sporopollenina che compone la parete esterna conferisce ai granuli pollinici una grande
resistenza, che ne permette la conservazione per tempi biologici laddove le condizioni di
sedimentazione siano ottimali (ad esempio nei bacini interni, specialmente nei laghi).
La palinologia è la scienza che, attraverso lo studio dei pollini contenuti nei sedimenti, si
occupa di ricostruire le condizioni climatiche ed ecologiche del passato. I sedimenti dei bacini
vengono campionati con dei carotaggi, ed attraverso processi di selezione chimica vengono
eliminati i residui non pollinici. I pollini vengono poi osservati al microscopio per identificare la
composizione specifica delle comunità vegetali presenti nel periodo in cui il sedimento si è
depositato.
Gimnosperme
- Gymnospermae: gymnòs (nudo) + spermos (seme)
- Gli ovuli (e dunque i semi) non sono protetti da un
ovario, ma sono direttamente in contatto con
l'esterno, appogiati su macrosporofilli formati da
squame, detti strobili o coni (da qui la definizione
comune di conifere)
- Anche i microsporofilli (maschili) sono portati in
strobili squamiformi, e l'impollinazione è anemofila,
con produzione di copiose quantità di polline
- Sono piante legnose, in gran parte arboree, con
ramificazione monopodiale. Comprendono alcune
delle specie più longeve tra quelle conosciute (ad es.
le sequoie), e dai loro tronchi si possono effettuare
ricostruzioni paleoclimatiche
- Le Gimnosperme si svilupparono nel tardo
Paleozoico e divennero il gruppo dominante del
Mesozoico, per poi essere largamente soppiantate
dall'evoluzione delle Angiosperme nel Cenozoico.
Nell'Olocene la loro presenza è stata ulteriormente
ridotta in molte aree a causa dei vari utilizzi del loro
legno, che hanno indotto un diffuso disboscamento.
- Gli ovuli e le sacche polliniche sono
racchiusi in soporofilli squamiformi
(strobili), non protetti da un ovario.
- Una delle macrospore dell'ovulo resta
vitale e dà origine ad un gametofito con
funzione di riserva (endosperma primario).
- L'oosfera, che si forma in prossimità del
micropilo, nella fase ricettiva secerne un
liquido vischioso che cattura il polline e
trasporta i granuli pollinici verso la camera
pollinica.
- L'embrione, immerso nell'endosperma,
arresta quasi immediatamente il suo
sviluppo, rimanendo chiuso nei tegumenti
dell'ovulo ed andando a formare il seme.
- Alcuni semi lignificano, altri sviluppano
arilli carnosi che li rendono appetibili per
gli animali.
- La riproduzione avviene anche per via
vegetativa (asessuata) attraverso radici
avventizie o fusti riproduttivi (polloni).
Sottodivisione Cycadophytina
Attualmente rappresentate da circa 100
specie di ambiente tropicale e
subtropicale.
Fusti colonnari con foglie apicali, aspetto
simile a quello delle palme, accrescimento
molto lento.
Piante dioiche (individui maschili e
femminili separati) con impollinazione
anemofila o entomofila. Nelle piante
maschili, i microsporofilli squamiformi
costituiscono uno strobilo colonnare di
grandi dimensioni. Negli individui
femminili, gli ovuli sono inseriti
lateralmente o formano coni. I semi sono
rivestiti esternamente da uno strato
carnoso e spesso colorato, che ricopre
uno strato intermedio legnoso.
Le Cycadophytae sono utilizzate, alle
nostre latitudini, soprattutto come piante
ornamentali.
Dispersione del polline e dei semi
generalista: molto polline prodotto
specialista: poco polline prodotto
I semi rappresentano uno stato di quiescenza dell'embrione, che ne permette il trasporto
lontano dalla pianta madre. Dotati di pappi, strutture adesive o arilli carnosi, o inclusi in frutti
alati o eduli, i semi possono essere dispersi dal vento o dagli animali.
Sottodivisione Pinophytina
Classe Ginkgopsida:
ne sopravvive attualmente una sola
specie, Ginkgo biloba, una sorta di fossile
vivente che ha mantenuto i caratteri dei
propri antenati esistenti oltre 80 milioni di
anni fa.
Si tratta di una specie arborea, a foglie
decidue, dioica. I microsporangi sono
inseriti a coppie su peduncoli spiralati
all'ascella delle foglie (a ventaglio) degli
individui maschili. I macrosporangi hanno
due ovuli separati su peduncoli isolati.
L'aspetto degli individui maschili e
femminili è differente: chioma allungata
per i primi, arrotondata per i secondi.
I semi sono rivestiti, anche in questo caso,
da uno strato carnoso che ne facilita la
dispersione da parte degli animali.
Sottodivisione Pinophytina
Classe Pinopsida: comprendono più di 600 specie (pini, abeti, larici, cipressi, tassi ecc.), e
rappresentano il maggiore dei gruppi di Gimnosperme viventi. Generalmente arboree, in alcuni
casi arbustive (es. ginepro), molto ramificate in macro- e brachiblasti. Le foglie sono
aghiformi, nella maggior parte dei casi sempreverdi, disposte a spirale sui rami o in fascetti
sui brachiblasti (come nel pino). La superficie ridotta e il tegumento sclerificato prevengono le
perdite idriche. Piante sia monoiche (cipresso, pino) che dioiche (ginepro, tasso). Gli ovuli
sono protetti da squame legnose a formare strobili (pigne) che si staccano interi dalla pianta.
Le sacche polliniche, anch'esse protette da squame, producono polline con sacche aerifere
che favoriscono l'impollinazione entomofila.
Ordine Pinales:
Pini, abeti, cedri,
cipressi, larici e
sequoie, sono l'ordine
più numeroso delle
Pinopsida.
Le squame del cono
femminile (pigna) si
chiudono a
proteggere gli ovuli,
che restano esposti
all'esterno per
pochissimo tempo.
Ordine Taxales:
ovuli rivestiti da arilli, con forma a coppa,
ospitati su peduncoli formati da coni
modificati e ridotti.
Quando il seme giunge a maturità, l'arillo
diviene carnoso e facilita la dispersione
del seme stesso da parte degli animali.
Esempio: Taxus baccata – pianta
arbustiva o arborea, per lo più dioica,
delle zone montane, dove forma
sporadicamente formazioni boschive con
sughera e agrifoglio. Utilizzata anche
come siepe ornamentale. A volte detto
albero della morte a causa della tassina,
un alcaloide dagli effetti paralizzanti
contenuto in rami, foglie e semi, utilizzato
anche in farmacologia.
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