Lezione 6 - Spermatofite File

Spermatofite
piante che si riproducono per seme
= «fanerogame»
pianteSpermatofite
eucarioti
Le prime piante a seme
compaiono circa 360 m.a. fa
(Carbonifero) e si affermano
come il principale gruppo di
piante terrestri
viventi
spermatofite
La comparsa del seme
PREMESSE NECESSARIE GIA’ PRESENTI IN ALCUNE PTERIDOFITE:
- Eterosporia (alcune Licofite)
- sviluppo dei gametofiti all’interno
delle spore
- gametofito femminile:
talvolta il gametofito si sviluppa dalla
macrospora che è rimasta racchiusa dentro il
macrosporangio
Spermatofite: ciclo aplo-diplonte con prevalenza dello sporofito
I gametofiti si formano dentro la spora, e
sono molto ridotti (masch. e femm.).
meiospore maschili e
femminili (eterosporia)
avviene dentro il
gametofito e dentro il
macrosporangio
avviene in sporangi masch. e
femm. separati (macrosporangio)
generazione dominante
nel tempo e nello spazio
si forma dentro il gametofito
femm., quindi anche dentro il
macrosporangio
FUNZIONI DELLA GENERAZIONE GAMETOFITICA (RIDOTTA):
- produrre i gameti entro i gametangi
anteridi: molti gameti maschili piccoli, mobili
archegoni: un solo gamete femminile, immobile
Gametofito femminile
- ospitare e favorire la gamia
(ambiente umido)
- nutrire il giovane sporofito nelle prime fasi di sviluppo
(embrione)
PIANTE A SEME (SPERMATOFITE)
(tutte eterosporee)
1 - LINEA FEMMINILE
macrosporangio:
non si apre
rivestito da 1 o 2 tegumenti
una sola macrospora resta funzionale
il gametofito femminile si sviluppa
- dentro la macrospora
- dentro il macrosporangio
OVULO
OVULO: macrosporangio (nucella)
è rivestito da 1 o 2 tegumenti
micropilo
tegumento
macrospora
funzionale
macrosporangio
(nucella)
Sviluppo del gametofito femminile
«macrogametogenesi»
M: micropilo
M
CM: cellula madre
delle macrospore (2n)
meiosi
MS: macrospore (n)
MD: macrospore
degenerate
GM: gametofito
(endosperma)
AR: archegonio
O: cellula uovo
TP: tubetto pollinico
MD
N
N: nucella
P: granuli pollinici
P
MS
CM
GM
(mitosi)
1
Ovulo immaturo con
cellula madre delle spore
2
Ovulo con 4 spore (3 muoiono)
3
Ovulo con 1 macrospora germinata e
gametofito in formazione
T
TP
O
AR
GM
N
T: tegumento
4
Ovulo con gametofito interno
completato, in cui sono
comparsi 2 archegoni con
cellula uovo (gamete femm.)
2 - LINEA MASCHILE
microsporangio: sacca pollinica
microspore: parete bistratificata (esina, endina)
gametofito maschile entro la parete della
microspora
GRANULO POLLINICO
Formazione del gametofito
maschile dalla microspora e
dei gameti
La microspora (A) in seguito alla prima divisione
mitotica (B) forma il granulo di polline costituito da
una grossa cellula generativa e una piccola c.
vegetativa, che migra verso l’apice del tubetto
pollinico (C). Anche la c. generativa migra nel tubetto
(D) e si divide originando due c. spermatiche (E) che
rappresentano i gameti maschili.
Sviluppo del seme dall’ovulo in cui è avvenuta la
fecondazione (in una gimnosperma)
T
T: tegumento
T
N: nucella
TP
O
TP: tubetto pollinico
EM
EC
O: cellula uovo
AR
EC
AR: archegonio
N
EC: endosperma
cellulare
EM: embrione
EM
S: sospensore
6
seme maturo
con embrione
sviluppato
5
Primio stadi di sviluppo
dell’embrione
4
ovulo maturo con
gamete femm. pronto
per la fecondazione
Il seme: struttura generale
tessuto sporof.
materno
nuovo
sporofito
tess. gametofitico
materno
Seme
Seme
Endosperma
foglia
embrionale
(cotiledone)
gemma
apicale
Embrione
fusto
embrionale
(ipocotile)
L’interno di un seme è
tipicamente costituito
dall’embrione
circondato da tessuto
nutritivo (endosperma).
A sinistra, l’embrione è
ancora dormiente; a
destra, ha iniziato la
sua trasformazione in
plantula
(Germinazione).
radichetta
PINACEAE Pinus pinea L. FPVI, 2: 63, Fig.11, 12a
semenzali di Pinus
cotiledoni
(foglie embrionali)
profilli
(prime foglie)
Variabilità morfologica
dei semi nelle
Gimnosperme:
Variabilità morfologica dei semi
nelle Angiosperme:
Dispersione dei semi
Principali strategie:
1. Vento
(anemocoria)
2. Animali (zoocoria)
3. Acqua (idrocoria)
4. Autodisseminazio
ne (autocoria;
include la
barocoria: peso)
I grandi vantaggi evolutivi del seme
1.
Il seme è il prodotto finale del ciclo riproduttivo. Contiene un nuovo
individuo geneticamente diverso dai genitori, corredato di sostanze di
riserva (endosperma) per le prime fasi di vita (eterotrofe).
2.
I tegumenti proteggono il giovane individuo da vari fattori avversi. Alta
possibilità di sopravvivenza .
3.
Si rende possibile il distacco e l’allontanamento dalla pianta madre,
grazie a strutture appositamente evolutesi (ali, uncini, ecc..). Maggiore
possibilità di conquista di nuovi spazi.
4.
All’interno del seme, l’embrione può attendere il momento idoneo per
la germinazione (disponibilità idrica, temperatura, luce..). La nuova
plantula che da esso si origina sarà nelle migliori condizioni per
attecchire e crescere.
5.
Per la prima volta nell’evoluzione delle piante terrestri, il nuovo
individuo (=nuova combinazione di geni) sarà quindi sfasato sia
temporalmente che spazialmente dallo sporofito materno
Semi come fonte alimentare nell’ecosistema
forestale
• Elevata conservabilità (poveri di acqua)
• Ricchi di sostanze nutritive concentrate (disidratate)
• Carboidrati (amido), lipidi (grassi) e proteine, in
percentuali diverse a seconda delle specie.
• Le sostanze proteiche, però, sono costituite da solo
alcuni amminoacidi (non sufficienti per gli erbivori
non ruminanti).
• Alcune specie producono semi con sostanze tossiche
(es. Taxus baccata).
RapportiOrigine
filogenetici
fra dei
i principali
gruppi
di spermatofite
ed evoluzione
gruppi principali
di Spermatofite