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35.2:

Il ciclo vitale delle angiosperme

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The Angiosperm Life Cycle

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Le angiosperme—il gruppo più diversificato di piante sulla terra—includono alberi da fiore e da frutto, graminacee, ortaggi e altre piante da fiore. Il ciclo vitale delle angiosperme è dominato dallo stadio sporofito che genera spore, piuttosto che dallo stadio sessuale gametofito. Come le conifere, anche le angiosperme producono due tipi di spore. Questi gameti maschili e femminili sono prodotti in distinti organi floreali riproduttivi. Le macrospore vengono generate nei carpelli. Un carpello include un ovario e i suoi ovuli. Ciascun ovulo contiene un macrosporangio, dove vengono prodotte le macrospore. All’interno di ogni macrosporangio c’è un megasporocito—una cellula madre megasporocito. Un megasporocito produce quattro macrospore tramite meiosi; una sopravvive e si trasforma in un sacco embrionale, che consiste in un uovo e un piccolo numero di altre cellule. Le microspore hanno origine nelle antere dei fiori sulle punte degli stami. All’interno delle antere sono presenti microsporangi contenenti microsporociti. I microsporociti producono microspore mediante meiosi. Una microspora si trasforma in un granulo di polline, che contiene una cellula tubolare e una cellula generativa. Dopo che il polline ha raggiunto uno stigma – la parte superiore del carpello – la cellula tubolare – diventa un tubo pollinico. Il tubo pollinico si estende lungo il carpello fino all’ovulo, che contiene il sacco embrionale. La cellula generativa si divide a formare gli spermi. Gli spermi vengono rilasciati insieme in un ovulo, in un atto di doppia fecondazione. Una feconda un uovo, e l’altra feconda la cellula centrale del sacco embrionale. L’uovo fecondato forma quindi uno zigote, che si trasformerà in un embrio. La cellula centrale fecondata forma l’endosperma – una struttura di conservazione dei nutrienti. L’embrione e l’endosperma sono stipati in un seme. Nel caso di tante angiosperme, l’ovario si trasforma in un frutto che in genere contiene semi multipli o ovuli fecondati. Il frutto può assumere numerose forme, in genere a seconda della specie, talvolta hanno un aspetto molto simile all’ovario originale e altre volte assumono tessuti aggiuntivi o uniscono più strutture floreali insieme per creare frutti collettivi. Alla fine un seme germinato diventa uno sporofito maturo che può produrre fiori e inaugurare un altro ciclo di vita.

35.2:

Il ciclo vitale delle angiosperme

Le piante hanno un ciclo di vita diviso tra due fasi multicellulari: uno stadio aploide, con cellule contenenti un insieme di cromosomi, e uno stadio diploide, con cellule contenenti due serie di cromosomi. Lo stadio aploide è la produzione dei gameti della pianta gametofita , e lo stadio diploide è la produzione di spore della pianta sporofita.

Oggi, la maggior parte delle piante crescono da semi e producono fiori e frutta; tali piante sono chiamate angiosperme. Le angiosperme iniziano come semi, strutture costituite da un mantello protettivo di semi, un apporto di nutrienti e un embrione. Il seme si sviluppa in una sporofita, la forma familiare della pianta che produce fiori.

Il ciclo di vita riproduttivo delle angiosperme inizia con la fioritura. Stami e carpelli contengono sporangia, strutture con cellule che producono spore chiamate sporociti. Gli sporofiti producono spore come ovuli o sperma, a seconda della loro origine.

Ad esempio, le spore maschili, chiamate microspore, sono prodotte all’interno di un antere sulla punta di stami. Una microspora si sviluppa in un granello di polline, il gametofita maschile. Un grano di polline contiene una cellula tubero e una cellula generativa, che si sviluppa in sperma.

Un carpello è costituito da un’ovaia e dai suoi ovuli. Le spore femminili, chiamate megaspore, sono prodotte all’interno degli ovuli. Una megaspora si sviluppa in un sacco di embrioni, la gametofita femminile, che contiene l’uovo.

L’impollinazione consente al chicco di polline che produce lo spermatozoo di raggiungere il sacco embrionale contenente uova. Mentre il sacco embrionale è fermo, i grani di polline possono essere trasportati dal vento, dall’acqua o dagli animali.

Affinché lo sperma fecondi un uovo, il polline rilasciato dalle antere deve raggiungere lo stigma appiccicoso sulla punta di un carpello. Quindi, la cellula tubolare del grano di polline diventa un tubo di polline, estendendosi lungo il carpello fino all’ovulo.

Le angiosperme subiscono un tipo di doppia fecondazione che produce un embrione e un endosperma, un negozio di nutrienti. L’embrione e l’endosperma sono confezionati in un mantello di semi, formando un seme. Come gli ovuli diventano semi, l’ovaio si sviluppa in genere in frutta che aiuta a proteggere e distribuire i semi.

Suggested Reading

Bleckmann, Andrea, Svenja Alter, and Thomas Dresselhaus. 2014. “The Beginning of a Seed: Regulatory Mechanisms of Double Fertilization.” Frontiers in Plant Science 5 (November). [Source]

Endress, P. K. 2011. “Angiosperm Ovules: Diversity, Development, Evolution.” Annals of Botany 107 (9): 1465–89. [Source]