piante che si riproducono per seme = «fanerogame» Spermatofite piante che si riproducono per seme = «fanerogame»

Spermatofite piante 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 - sviluppo dei gametofiti all’interno delle spore - gametofito femminile: talvolta il gametofito si sviluppa dalla macrospora ancora dentro il macrosporangio

Spermatofite: ciclo aplo-diplonte con prevalenza dello sporofito 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 si forma dentro il gametofito femm., quindi anche dentro il macrosporangio avviene in sporangi masch. e femm. separati (macrosporangio) generazione dominante nel tempo e nello spazio

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)

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 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 gametofito femm Sviluppo del gametofito femm., fecondazione, formazione dell’embrione: formazione del seme dall’ovulo (in una gimnosperma) M: micropilo CM: cellula madre delle macrospore (2n) N: nucella GS: macrospore (n) P: granuli pollinici GR: macrospore degenerate EN: endosperma nucleare TP: tubetto pollinico O: cellula uovo EC: endosperma cellulare EM: embrione S: sospensore meiosi (mitosi) seme maturo ovulo maturo con gamete femm.

Il seme: struttura generale tessuto sporof. materno nuovo sporofito tess. gametofitico materno

Seme

Seme Embrione Endosperma foglia embrionale (cotiledone) fusto embrionale (ipocotile) radichetta gemma apicale 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). PINACEAE Pinus pinea L. FPVI, 2: 63, Fig.11, 12a

semenzali di Pinus cotiledoni (foglie embrionali) profilli (prime foglie)

Variabilità morfologica dei semi: esempio

Dispersione dei semi Principali strategie: Vento (anemocoria) Animali (zoocoria) Acqua (idrocoria) Autodisseminazione (autocoria; include la barocoria: peso)

I grandi vantaggi evolutivi del seme Il seme contiene un nuovo individuo geneticamente diverso dai genitori, corredato di sostanze di riserva (endosperma) per le prime fasi di vita (eterotrofe). E’ il prodotto finale del ciclo riproduttivo. I tegumenti proteggono il giovane individuo da vari fattori avversi. Alta possibilità di sopravvivenza . Si rende possibile il distacco e l’allontanamento dalla pianta madre, grazie a strutture appositamente evolutesi (ali, uncini, ecc..). Questo significa maggiore possibilità di conquista di nuovi spazi. All’interno del seme, l’embrione può attendere il momento idoneo per la germinazione (disponibilità idrica, temperatura, luce..). Quindi la nuova plantula che da esso si origina sarà nelle migliori condizioni per attecchire e crescere. 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 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).