Back to chapter

34.4:

Introduzione alle piante che producono semi

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Introduction to Seed Plants

Languages

Share

Il principale gruppo di maggior successo – le piante da seme – comprende quasi 400.000 specie. Le stesse piante da seme sono divise in due gruppi: il primo gruppo è quello delle gimnosperme, che sono prevalentemente conifere, ma che includono anche piante come le cicadofite o i ginkgo. Il secondo gruppo sono le angiosperme, che includono oltre il 90 percento delle specie di piante conosciute, includono le magnoliidae e altri alberi da fiore, tutti i frutti e piante da fiore. Come piante da seme, sia le gimnosperme che le angiosperme condividono diverse caratteristiche-chiave. Innanzitutto i loro cicli di vita sono dominati dalla fase da sporofito. In secondo luogo, sono dotate di gametofiti microscopici che formano gameti aploidi – compresi i gameti femminili, chiamati ovuli, che sono abitualmente racchiusi in strutture come i coni o gli ovari che li proteggono e li nutrono. Invece, i gameti maschili, chiamati granuli di polline, si formano in strutture separate, e vengono dispersi facilmente da metodi ambientali come il vento o gli animali, per trovare e fecondare i gameti femminili. Infine, una volta fecondate, queste strutture diploidi producono semi – strutture che contengono nutrimento per la futura piantina. Qui iniziano le differenze tra i lignaggi – mentre i semi di gimnosperme sono generalmente alloggiati in coni o su scale aperte per essere dispersi all’aria o dagli animali, le angiosperme possono produrre frutti circostanti o attaccati ai loro semi. I frutti contengono uno o più semi, e facilitano la dispersione dei semi. Per esempio, gli animali mangiano il frutto e poi lasciano l’area, prima di trasmettere i semi che spesso rimangono intatti. In alternativa, i frutti possono aiutare i semi a fluttuare, volare o spostarsi su un animale prima di arrivare alla loro destinazione finale. Qualunque sia il metodo di dispersione, quando i semi raggiungono il sito di germinazione, un’altra classificazione distingue i diversi lignaggi di pianta da seme – il numero di cotiledoni. I cotiledoni sono una parte del seme che forma la foglia o le foglie embrionali dopo la germinazione. Le gimnosperme sono considerate multi-cotiledoni e la maggior parte hanno ovunque da 8 a oltre 20 di queste foglie embrionali, che crescono a spirale attorno allo stelo embrionale. La maggior parte delle angiosperme, d’altra parte, hanno uno o due cotiledoni, e sono classificati come monocotiledoni o eudicotiledoni in base al loro numero, e questa differenza è visibile fin dal seme iniziale. Esempi di eudicotiledoni includono querce e rose, mentre i monocotiledoni includono graminacee, orchidacee e cereali. Oltre ai cotiledoni, molte altre caratteristiche distinguono i monocotiledoni dagli eudicotiledoni. Per esempio, la disposizione delle radici, che sono tipicamente radici a fittone o sistemi radicali fibrosi, o il tessuto vascolare negli steli, che si presenta in una disposizione ad anello negli eudicotiledoni e sparsa nei monocotiledoni. Inoltre, le nervature delle foglie formano negli eudicotiledoni una struttura a rete e una disposizione parallela nei monocotiledoni e lo sviluppo di organi floreali avviene in segmenti di quattro o cinque eudicotiledoni, contro i tre dei monocotiledoni. Nel complesso, questi numerosi e svariati adattamenti delle piante da seme hanno permesso loro di diventare la vegetazione dominante sulla Terra.

34.4:

Introduzione alle piante che producono semi

La maggior parte delle piante sono piante di semi, caratterizzate da semi, polline e gametofiti ridotti. Le piante di semi includono gimnosperme e angiosperme.

Le gimnosperme – cicale, ginkgo biloba, gnetofiti e conifere – in genere formano coni. I coni di polline contengono gametofiti maschili. I coni ovulati contengono gametofiti femminili e formano semi esposti quando fecondati.

Le angiosperme, il gruppo più diversificato e onnipresente di piante terrestri, formano fiori e frutta. Come i coni dei gimnosperme, i fiori e i frutti delle angiosperme permettono la riproduzione sessuale.

I fiori facilitano la dispersione del polline. Le fertili strutture floreali, stami e carpe, contengono rispettivamente gametofite maschili e femminili. I frutti facilitano la dispersione dei semi, spesso formandosi dopo che i fiori hanno rilasciato polline. Mentre i semi si sviluppano a causa degli ovuli fecondati di un fiore, la parete delle ovaie si ispessisce, formando un frutto contenente semi.

Gli angiospermi sono stati storicamente classificati come monocotiledoni o dicotiledoni in base al loro numero di cotiledoni, o foglie di semi. Tuttavia, sulla base di prove genetiche, la maggior parte delle specie classicamente considerate dicotiledoni sono ora chiamati eudicotiledoni. I legumi (ad esempio, i fagioli) e gli alberi da fiore più noti (ad esempio, le querce) sono eudicotiledoni.

Gli altri ex dicotiledoni appartengono a uno dei quattro piccoli lignaggi. Tre di questi –Amborella,ninfee e abie stellate e i suoi parenti – sono considerati angiospermi basali a causa della loro divergenza precoce dalle angiosperme ancestrali. Il quarto gruppo, i magnoliidi, contiene migliaia di specie, tra cui la magnolia.

Esempi di monocotiledoni includono orchidee, erbe, palme, mais, riso e grano. A parte il numero di cotiledoni , altre caratteristiche distinguono i monocot dagli eudicotiledoni . Le vene foglia sono tipicamente parallele nei monocotiledoni e reticolari negli eudicotiledoni . Nei gambi, il tessuto vascolare è spesso sparso in monocot e ad anello in eudicots. A differenza degli eudicotiledoni, i monocotiledoni generalmente mancano di una radice primaria. I grani di polline hanno tipicamente un’apertura in monocotiledoni e tre aperture negli eudicotiledoni . Infine, gli organi floreali si trovano spesso in multipli di tre in monocotiledoni e multipli di quattro o cinque in eudicotiledoni .

Suggested Reading

Coen, Olivier, and Enrico Magnani. 2018. “Seed Coat Thickness in the Evolution of Angiosperms.” Cellular and Molecular Life Sciences 75 (14): 2509–18. [Source]

Linkies, Ada, Kai Graeber, Charles Knight, and Gerhard Leubner-Metzger. 2010. “The Evolution of Seeds.” New Phytologist 186 (4): 817–31. [Source]