La riproduzione è quel processo mediante il quale un individuo dà

La riproduzione è quel processo mediante il quale un individuo dà origine
ad uno o più discendenti a lui simili capaci di riprodursi
La riproduzione
p
è importante
p
p
per la conservazione e la diffusione
della specie
In tantissimi casi la conservazione della
specie non coincide con la conservazione
dell’individuo, infatti molte specie, dopo
essersi riprodotte
riprodotte, muoiono
muoiono.
Questo si verifica non solo nelle piante
annuali o bienni, ma anche in molte specie
perenni che fioriscono e producono semi una
sola volta nella loro vita
A
Agave
americana
i
L
L.
?
LA RIPRODUZIONE DELLE PIANTE
Nelle
N
ll angiosperme
i
(“ i t con fiore”):
(“piante
fi ”)
• riproduzione sessuata → presenza cc specializzate (gameti)
• riproduzione asessuata → non presenta gameti
Nel regno vegetale: riproduzione per sporogonia
L Basi
Le
B i della
d ll Riproduzione
Ri
d i
Mitosi
La mitosi è la riproduzione per divisione
equazionale della cellula eucariote. Il
t
termine
i
viene
i
spesso utilizzato
tili
t anche
h per
la riproduzione delle cellule procariote, un
processo molto più semplice e più
correttamente chiamato scissione binaria o
amitosi.
Meiosi
La meiosi è il meccanismo di divisione
mediante il quale una cellula eucariote
con corredo
d cromosomico
i
di l id dà
diploide
origine a quattro cellule con corredo
cromosomico
aploide.
Potrebbe
sembrare molto simile alla mitosi ma,
ma al
contrario di questa, tramite il crossingover, è prodotta la ricombinazione
genetica La diversità genetica viene
genetica.
mantenuta dalla riproduzione sessuata,
che comprende cicli cellulari con
ricombinazione
dell'informazione
dell
informazione
genetica proveniente da cellule di due
organismi differenti (padre e madre).
MITOSI
MEIOSI
1
Riproduzione vegetativa
La riproduzione vegetativa (o agamica) consiste nella produzione di nuovi
individui in seguito alla suddivisione in due o più parti del corpo vegetativo
d un individuo,
di
d d
o all semplice
l
d
distacco d
di una sua parte più
ù o meno grande
d
1. SCISSIONE
2 GEMMAZIONE
2.
Modalità della riproduzione vegetativa
3. FRAMMENTAZIONE VEGETATIVA
4 PROPAGULI PLURICELLULARI
4.
5. SPORULAZIONE
1 Scissione
1.
• procarioti, Funghi (lieviti) e
Alghe (diatomee)
• strozzamento cc. madre → 2 cc.
figlie
Chlamydomonas sp.
2. Gemmazione
•
•
simile (lieviti)
cc. figlia
fi li → prima
i
d l distacco
del
di
genera una protuberanza
Saccharomyces sp.
3. Frammentazione
Consiste nel semplice distacco di una parte del corpo dell’individuo capace a
propria volta di riaccrescersi e di ripristinare un nuovo individuo
Questa forma di riproduzione si riscontra dalle alghe azzurre fino alle piante superiori
In giardinaggio viene utilizzata la
capacità rigenerativa per
propagare alcune specie vegetali
(TALEA)
4. PROPAGULI PLURICELLULARI
Consiste nel semplice distacco di una parte del corpo specializzata per
questa funzione e dalla quale si originerà un nuovo individuo
Questa forma di riproduzione si riscontra in numerosi gruppi
Marchantia polymorpha L.
L
Dentaria bulbifera L.
L
5. SPORULAZIONE
Si può considerare come un caso particolare di frammentazione che si
concretizza con la produzione, sempre per mitosi, di cellule capaci di dare
origine ad un individuo se le condizioni ambientali sono favorevoli
In quasi tutti i gruppi di organismi vegetali (procarioti ed eucarioti) si sono sviluppate
cellule germinali asessuate (AGAMETI) che rappresentano un importante mezzo di
moltiplicazione
Se sono unicellulari si chiamano
sporocisti se sono pluricellulari si
sporocisti,
chiamano sporangi e contengono
meiospore
Prodotte all’interno di sporocisti
Endogeni
ENDOSPORE
Esogeni
CONIDI (Esospore o Conidiospore)
2
Riproduzione sessuata
L’importanza della riproduzione sessuata (o sessuale) risiede più che
nell’aumento del numero degli individui, nella ricombinazione del loro
patrimonio
pat
o o ge
genetico.
et co. In tal modo
odo ve
vengono
go o sosta
sostanzialmente
al e te migliorate
gl o ate le
condizioni per l’adattamento e l’evoluzione
L riproduzione
La
i d i
sessuata
t consiste
i t nell’unione
ll’ i
di due
d cellule
ll l
GAMIA
Durante la quale avviene la fusione del loro contenuto
PLASMOGAMIA
+
CARIOGAMIA
Il risultato della gamia è una nuova cellula
ZIGOTE
Per GENERAZIONE si intende il complesso di cellule che svolgono vita vegetativa e
che,, dividendosi p
per mitosi,, danno origine
g
ad altre cellule caratterizzate dalla
medesima fase nucleare (n o 2n)
Nei vegetali esiste una grande variabilità per quanto riguarda la fase nucleare che
caratterizza gli individui che noi di norma riconosciamo in natura
A questo proposito si distinguono i
seguenti cicli, il cui significato
sistematico e filogenetico è molto
differente
P
K
gameti
singamia
APLONTE
APLODIPLONTE
DIPLONTE
M
P
1. CICLO APLONTE
K
2n
M
I vegetali APLONTI sono i più primitivi
Negli APLONTI la gamia, con la conseguente formazione dello
zigote, è immediatamente seguita dalla meiosi con la quale non
vengono prodotti gameti, ma meiospore
Ognuna di queste può accrescersi e formare un individuo
formato da cellule con corredo cromosomico n (APLOIDE)
n
P = plasmogamia
K = cariogamia
M = meiosi
= mitosi
- mitosi limitate all’aplofase = non esiste una fase diploide dell’organismo
- tutta la vita dell’organismo è aploide
- meiosi immediata alla germinazione dello zigote (2n) = unica cellula diploide
- immediata successione di parziale singamia e meiosi
forma primitiva di alternanza
tipica di organismi a basso livello di organizzazione (Protisti) - alghe - funghi
2. CICLO DIPLONTE
P
M
K
n
I DIPLONTI sono l’opposto degli APLONTI
Alla gamia con formazione di zigote si succede una repentina
suddivisione per mitosi in modo da produrre un individuo
diploide, detto DIPLOFITO.
Questo diplofito si accresce fino ad essere pronto per una
nuova meiosi che darà origine
g
ag
gameti
- mitosi limitate alla diplofase = non esiste una fase aploide
- le spore sono le uniche cellule aploidi e funzionano da gameti
- meiosi precede la formazione dei gameti
- immediata successione di parziale singamia e meiosi
forma rara nelle piante (molto più diffusa nei metazoi)
Clorofite - Diatomee - Oomycota
2n
P = plasmogamia
K = cariogamia
M = meiosi
= mitosi
3. CICLO APLODIPLONTE
P
K
Come indica la loro stessa denominazione, gli organismi
aplodiplonti
p
p
hanno due g
generazioni antitetiche: una
aplonte ed una diplonte
M
Come nei diplonti la gamia porta alla formazione di zigoti
che si dividono per semplice mitosi dando origine ad uno o
più diplofiti (SPOROFITI)
Questi al momento della meiosi non producono gameti, ma
meiospore che, dividendosi per mitosi, danno origine ad
uno o più aplofiti (GAMETOFITI) che al termine della loro
differenziazione e crescita produrranno dei gameti
- mitosi sia nell’aplofase che nella diplofase
- alternanza di gametofito/sporofito
alghe maggiormente organizzate e nelle embriofite
P = plasmogamia
K = cariogamia
M = meiosi
= mitosi
I cicli
i li biologici
bi l i i nelle
ll piante
i t
Uno dei maggiori
gg
adattamenti p
per la vita sulla terra è stato l’evoluzione di
gametangi, organi in grado di proteggere i gameti durante il loro sviluppo.
L’anteridio produce cellule spermatiche e l’archegonio contiene l’ovulo ed il
sito della fertilizzazione. Anche lo zigote, derivato dall’unione dei due
gameti, si svilupperà nell’embrione all’interno dell’archegonio.
IL SUCCESSO DELLE PIANTE CON I SEMI
Tre modificazione al ciclo vitale hanno contribuito al successo delle
piante con semi:
1.I gametofiti (granulo pollinico e embriosacco) sono di ridotte dimensioni
e dipendenti dallo sporofito.
2.Evoluzione dei metodi di impollinazione e distacco dall’acqua per
l’evento riproduttivo (vento ed insetti)
3.L’evoluzione del seme. L’embrione che si sviluppa a partire dallo zigote
è impacchettato con una sostanza di riserva all’interno di una struttura di
protezione
I semi rimpiazzano le spore come mezzo di diffusione della specie.
Nelle angiosperme:
• sporofito → pianta matura (generazione dominante)
• gametofiti → ridotti nello sporofito (generazione mascherata)
g. ♂,
♂ granulo
l pollinico
lli i (→
( antere)
t )
g. ♀, sacco embrionale (→ ovario)
• zigote → embrione
La riproduzione sessuata
ciclo vitale angiosperme → alternanza generazioni aploidi -n- e
diploidi -2n2n (c.
(c aplo-diplonte)
aplo diplonte)
• pianta 2n (sporofito) → per
meiosi
i i spore n (meiospore)
( i
)
• mitosi meiospore → individui
n pluricc. (gametofiti ♂ e ♀)
• mitosi e differenziazione →
gameti (cc spermatiche, ♂ e
uovo,♀)
,♀)
• unione gameti (fecondazione
o gamia) → cc 2n (zigote)
• mitosi → sviluppo sporofito
IL FIORE
stami
filamento
antera
stigma
stilo
carpello
petali
ovario
ovario
sepali
Sviluppo del gametofito maschile
(granulo pollinico)
• nelle sacche polliniche
• cc 2n (microsporocisti) → per
meiosi 4 microspore n
• microspora → per mitosi 2 cc
(generativa e del tubo)
• formazione
f
i
endina
di
( ll l
(cellulosa)
) ed
d
esina (glicoproteine)
• cc e pareti (granulo pollinico) →
gametofito ♂ immatuto
• maturazione su stimma → cc
generativa p
g
per mitosi g
genera 2
nuclei spermatici
Sviluppo del gametofito femminile
(sacco embrionale)
• nell’ovulo
nell ovulo
• cc 2n (megasporocisti) → per
meiosi 4 megaspore n
• una sopravvive → 3 mitosi del
nucleo → 1 cc con 8 nuclei n
• formazione di membrane →
gametofito
t fit ♀
• inf 3 cc n: centro cc uovo
(gamete ♀), lati cc sinergidi
• sup 3 cc n antipodali
• 2 nuclei polari nella regione
centrale (citoplasma)
(
)
Impollinazione
processo per cui il g. pollinico viene a contatto con lo stigma
Nelle angiosperme:
g p
anemogama → vento, molto diffusa
zoogama → animali (entomogama → insetti), molto diffusa
idrogama → acqua, poco diffusa
Impollinazione zoogama
Fiori trappola per impollinatori
- polline e nettare (disco asse fiorale, ricettacolo in
Rosaceae, stami trasformati tra petali e sepali
- Pollini adesivi
- Stimoli ottici e chimici
- Coevoluzione
- Aggregazione di fiori piccoli
in pseudoanzio
SICURA E RISPARMIO QUANTITA’ POLLINE
Stachys sylvatica
Erigeron alpinus
Ophrys insectifera
Genista germanica
Impollinazione anemogama (25.000 spp. 10% in Angiosperme)
Fiori unisessuali poco appariscenti
- polline leggero, liscio e polveroso, anche sacche aerifere
- perianzio ridotto
- maturazione polline prima emissione foglie
f
in piante arboree
Tipica
Ti
i di Gimnosperme
Gi
conifere
if
e Angiosperme
A i
anemofile di foreste temperate
Famiglia Poaceae
Evolutivamente si è verificato più volte
Linee anemofile poco numerose
Origine in specie singole isolate o gruppi poco numerosi
Arrhenatherum eliatus
Betula nigra
Parietaria officinalis
Sanguisorba muricata
La doppia fecondazione
formazione zigote (→ embrione) ed endosperma secondario (riserva)
• granulo assorbe umidità e
germina → tubo pollinico
→ micropilo, apertura inf.
• mitosi cc generativa → 2
gameti
ti ♂ (cc
( spermatiche)
ti h )
→ micropilo
• nuclei gameti ♂ → fusione
con nucleo cc uovo (zigote
2n) e con i 2 nuclei polari
((endosperma
p
3n))
Sviluppo del seme (dall’ovulo)
Sviluppo dell’endosperma (prima dell’embrione)
• nucleo 3n si divide → cc polinucleata lattiginosa
• citocinesi → massa pluricc mononucleata (3n) → parete c.
c ed
endosperma solido
nutrizione (embrione,
(embrione piantina); in alcune dicotiledoni → cotiledoni
Sviluppo dell’embrione (dallo zigote)
• divisione trasv. → 1 cc. basale
ed 1 cc. terminale
• da cc. basale per divisioni trasv.
→ sospensore (ancoraggio a
ovario e nutrimento)
• da cc. terminale per divisioni
trasv-long → struttura sferica
(proembrione) → cotiledoni
Embrione
Morfologia
• cotiledoni
• apice del fusto (o del germoglio)
embrionale
• apice della radice embrionale
Anatomia
• protoderma
• meristema fondamentale
• procambio
Disidratazione
Di
id t i
(
(acqua
5 15%)
5-15%)
Testa e tegmen → avvolgono endoderma ed
embrione
Sviluppo del frutto (dall’ovario)
• impollinazione → cambiamenti ormonali → trasformazione
ovario
• eccezione: senza impollinazione → apomissia
• organo
g
ausiliario → p
protezione,, disseminazione e g
germinazione
• f. tipico: epi- o eso-, meso-, endo- → pericarpo (interno seme)
POSSSIBILI ATTIVITÀ
• OSSERVAZIONE DEL FENOMENO DELLA MITOSI IN APICE
RADICALE DI CIPOLLA
• BULBI E TUBERI
•RIPRODUZIONE SENZA SEMI
• COLORI,, FIORI E IMPOLLINATORI
•LE API E I FIORI