34.9: Morfogenesi

La morfogenesi vegetale, lo sviluppo della forma e della struttura di una pianta, comporta diversi processi di sviluppo sovrapposti, tra cui la crescita e la differenziazione cellulare. Le cellule precursori si differenziano in specifici tipi di cellule, che sono organizzate nei tessuti e nei sistemi di organi che compongono la pianta funzionale.

La crescita delle piante e la differenziazione cellulare sono sotto complesso controllo ormonale. Gli ormoni vegetali regolano l’espressione genica, spesso in risposta a stimoli ambientali. Ad esempio, molte piante formano fiori. A differenza dei gambi e delle radici, i fiori non crescono nel corso della vita di una pianta. La fioritura comporta un cambiamento nell’identità dei meristemi, regioni della pianta contenenti cellule che si dividono attivamente che formano nuovi tessuti.

Oltre ai segnali interni, i segnali ambientali, come la temperatura e la lunghezza del giorno, attivano l’espressione dei geni dell’identità meristematica. I geni dell’identità Meristematica permettono la conversione del meristema apicale del germoglio nel meristema dell’infiorescenza, permettendo al meristema di produrre strutture floreali piuttosto che vegetative.

Il meristema dell’ infiorescenza produce il meristema floreale. Le cellule del meristema floreale si differenziano in uno degli organi floreali (sepali, petali, stami o carpelli) in base alla loro posizione radiale, che detta l’espressione dei geni dell’identità dell’organo.

L’ipotesi ABC ipotizza che i quattro organi del fiore si formino sotto la direzione di tre classi di geni dell’identità dell’organo: A, Be C. Se vengono espressi solo i geni A, si formano i sepali. Se vengono espressi solo i geni C, vengono prodotti i carpelli. La co-espressione dei geni B e C dà origine a stami, mentre quello dei geni A e B produce petali.

In sintesi, la fioritura e altri aspetti della morfogenesi vegetale dipendono da processi di sviluppo multipli sovrapposti.