Morfologia riproduttiva delle piante


Morfologia di base dei fiorimodifica

Fiore di Ranunculus glaberrimus

Il fiore è la struttura caratteristica che riguarda la riproduzione sessuale nelle piante da fiore (angiosperme). I fiori variano enormemente nella loro costruzione (morfologia). Un fiore “completo”, come quello del Ranunculus glaberrimus mostrato in figura, ha un calice di sepali esterni e una corolla di petali interni. I sepali e i petali insieme formano il perianzio., Successivamente verso l’interno ci sono numerosi stami, che producono grani di polline, ciascuno contenente un microscopico gametofito maschile. Gli stami possono essere chiamati le parti “maschili” di un fiore e formano collettivamente l’androecium. Infine nel mezzo ci sono i carpelli, che a maturità contengono uno o più ovuli, e all’interno di ogni ovulo c’è un minuscolo gametofito femminile. I carpelli possono essere chiamati le parti “femminili” di un fiore e formano collettivamente il gineceo.

Ogni carpello nelle specie Ranunculus è un achenio che produce un ovulo, che quando fecondato diventa un seme., Se il carpello contiene più di un seme, come in Eranthis hyemalis, è chiamato follicolo. Due o più carpelli possono essere fusi insieme a vari livelli e l’intera struttura, compresi gli stili fusi e gli stimmi possono essere chiamati pistilli. La parte inferiore del pistillo, dove vengono prodotti gli ovuli, è chiamata ovaia. Può essere diviso in camere (loculi) corrispondenti ai carpelli separati.

variazionimodifica

Vedi anche: Fiore § Funzione floreale

Alnus serrulata ha fiori unisessuali ed è monoica., Mostrato qui: maturare amenti di fiori maschili a destra, amenti femminili dello scorso anno a sinistra.,

Ilex aquifolium) è dioica: (sopra) sparare con fiori dalla pianta maschio; (in alto a destra) maschile del fiore allargata, mostrando stami con polline e ridotto, sterile stigma; (sotto) sparare con i fiori di piante di sesso femminile; (in basso a destra) fiore femminile allargata, mostrando stigma e ridotto, sterile stami (staminodes) senza polline

“perfetto” fiore sia stami e carpelli, e può essere descritto come “bisex” o “ermafrodita”., Un fiore “unisessuale” è quello in cui mancano gli stami o i carpelli, vestigiali o altrimenti non funzionali. Ogni fiore è “staminato” (avendo solo stami funzionali) e quindi “maschio”, o “carpellato” (o “pistillato”) (avendo solo carpelli funzionali) e quindi “femmina”. Se i fiori staminati e carpellati separati si trovano sempre sulla stessa pianta, la specie è chiamata monoica. Se i fiori staminati e carpellati separati si trovano sempre su piante diverse, la specie è chiamata dioica., Uno studio del 1995 ha rilevato che circa il 6% delle specie di angiosperme sono dioiche e che il 7% dei generi contiene alcune specie dioiche.

I membri della famiglia delle betulacee (Betulaceae) sono esempi di piante monoiche con fiori unisessuali. Un ontano maturo (specie Alnus) produce amenti lunghi contenenti solo fiori maschili, ciascuno con quattro stami e un perianzio minuto, e gruppi separati di fiori femminili, ciascuno senza perianzio. (Vedi l’illustrazione di Alnus serrulata.)

La maggior parte degli hollies (membri del genere Ilex) sono dioici., Ogni pianta produce fiori funzionalmente maschili o fiori funzionalmente femminili. Nell’Ilex aquifolium (vedi l’illustrazione), l’agrifoglio europeo comune, entrambi i tipi di fiore hanno quattro sepali e quattro petali bianchi; i fiori maschili hanno quattro stami, i fiori femminili di solito hanno quattro stami ridotti non funzionali e un’ovaia a quattro cellule. Poiché solo le piante femminili sono in grado di dare frutti e produrre bacche, questo ha conseguenze per i giardinieri. Amborella rappresenta il primo gruppo noto di piante da fiore a separarsi dal loro antenato comune., È anche dioica; in qualsiasi momento, ogni pianta produce fiori con stami funzionali ma senza carpelli, o fiori con pochi stami non funzionali e un certo numero di carpelli completamente funzionali. Tuttavia, le piante di Amborella possono cambiare il loro “sesso” nel tempo. In uno studio, cinque talee di una pianta maschile producevano solo fiori maschili quando fiorivano per la prima volta, ma alla loro seconda fioritura tre passavano a produrre fiori femminili.

In casi estremi, tutte le parti presenti in un fiore completo possono mancare, purché sia presente almeno un carpello o uno stame., Questa situazione è raggiunta nei fiori femminili di lenticchia d’acqua (Lemna), che comprendono un singolo carpello, e nei fiori maschili di euforbia (Euphorbia) che comprendono un singolo stame.

I casi di base della sessualità delle piante da fiore.

Una specie come Fraxinus excelsior, la cenere comune d’Europa, dimostra un possibile tipo di variazione. I fiori di cenere sono impollinati dal vento e mancano di petali e sepali., Strutturalmente, i fiori possono essere bisessuali, costituiti da due stami e un ovario, o possono essere maschili (staminati), privi di un ovario funzionale, o femminili (carpellati), privi di stami funzionali. Forme diverse possono verificarsi sullo stesso albero o su alberi diversi. Le Asteraceae (famiglia dei girasoli), con quasi 22.000 specie in tutto il mondo, hanno infiorescenze altamente modificate costituite da fiori (cimette) raccolti insieme in teste strettamente imballate., Le teste possono avere cimette di una morfologia sessuale-tutte bisessuali, tutte carpellate o tutte staminate (quando sono chiamate omogame), o possono avere miscele di due o più forme sessuali (eterogame). Così le zampe di capra (specie Tragopogon) hanno teste di fiori bisessuali, come altri membri della tribù Cichorieae, mentre le calendule (specie Calendula) hanno generalmente teste con i fiori esterni bisessuali e i fiori interni staminati (maschi).

Come l’Amborella, alcune piante subiscono il cambio di sesso., Ad esempio, l’Arisaema triphyllum (Jack-in-the-pulpit) esprime differenze sessuali nelle diverse fasi di crescita: le piante più piccole producono tutti o per lo più fiori maschili; man mano che le piante crescono più grandi nel corso degli anni i fiori maschili vengono sostituiti da più fiori femminili sulla stessa pianta. Arisaema triphyllum copre così una moltitudine di condizioni sessuali nella sua vita: piante giovanili non sessuali, piante giovani che sono tutte maschili, piante più grandi con un mix di fiori maschili e femminili, e grandi piante che hanno fiori per lo più femminili., Altre popolazioni di piante hanno piante che producono più fiori maschili all’inizio dell’anno e mentre le piante fioriscono più tardi nella stagione di crescita producono più fiori femminili.

Terminologiaedit

La complessità della morfologia dei fiori e la sua variazione all’interno delle popolazioni ha portato ad una terminologia ricca.

  • Androdioico: avere fiori maschili su alcune piante, quelli bisessuali su altri.
  • Androecious: avendo solo fiori maschili (il maschio di una popolazione dioica); producendo polline ma nessun seme.
  • Androgino: vedi bisessuale.,
  • Androgynomonoecious: avere fiori maschili, femminili e bisessuali sulla stessa pianta, chiamati anche trimonoici.
  • Andromonoico: avere fiori sia bisessuali che maschili sulla stessa pianta.
  • Bisessuale: ogni fiore di ogni individuo ha strutture sia maschili che femminili, cioè combina entrambi i sessi in un’unica struttura. Fiori di questo tipo sono chiamati perfetti, avendo sia stami che carpelli. Altri termini utilizzati per questa condizione sono androgino, ermafrodita, monoclino e sinoico.,
  • Dicogamo: i sessi si sviluppano in momenti diversi; producono polline quando gli stigmi non sono ricettivi, né protandri né protogini. Ciò promuove l’outcrossing limitando l’autoimpollinazione. Alcune piante dicogame hanno fiori bisessuali, altri hanno fiori unisessuali.
  • Diclinous: vedi Unisexual.
  • Dioica: avere solo fiori maschili o solo femminili. Nessuna singola pianta della popolazione produce sia polline che ovuli. (Dal greco per “due famiglie”. Vedi anche la voce Wikizionario per dioica.,)
  • Gynodioecious: avere fiori ermafroditi e fiori femminili su piante separate.
  • Gineceo: ha solo fiori femminili( la femmina di una popolazione dioica); produce semi ma non polline.
  • Gynomonoecious: avere fiori sia bisessuali che femminili sulla stessa pianta.
  • Ermafrodita: vedi bisessuale.
  • Imperfetto: (dei fiori) con alcune parti normalmente presenti non sviluppate, ad esempio prive di stami. Vedi anche Unisexual.
  • Monoclino: vedi bisessuale.,
  • Monoica: Nel senso più stretto del termine, si riferisce a piante con fiori unisessuali che si verificano sullo stesso individuo. Nel senso ampio del termine, include anche piante con fiori bisessuali. Gli individui che portano fiori separati di entrambi i sessi allo stesso tempo sono chiamati contemporaneamente o contemporaneamente monoici e gli individui che portano fiori di un sesso alla volta sono chiamati consecutivamente monoici. (Dal greco monos” singolo “+ oikia “casa”. Vedi anche la voce Wikizionario per monoica.)
  • Perfetto: (di fiori) vedi bisessuale.,
  • Poligamodioico: per lo più dioico, ma con pochi fiori del sesso opposto o alcuni fiori bisessuali sulla stessa pianta.
  • Polygamomonoecious: vedi poligamo. O, per lo più monoico, ma anche in parte poligamo.
  • Poligamo: avere fiori maschili, femminili e bisessuali sulla stessa pianta. Chiamato anche poligamomonoico o trimonoico. Oppure, con bisessuali e almeno uno dei fiori maschili e femminili sulla stessa pianta.
  • Protandrous: (di piante dicogame) con parti maschili dei fiori sviluppate prima delle parti femminili, ad es., avere fiori che funzionano prima come maschio e poi cambiano in femmina o producono polline prima che gli stimmi della stessa pianta siano ricettivi. (Protoandrous è anche usato.)
  • Protogino: (di piante dicogame) con parti femminili di fiori sviluppate prima delle parti maschili, ad esempio con fiori che funzionano prima come femminili e poi cambiano in maschi o producono polline dopo che gli stimmi della stessa pianta sono ricettivi.
  • Subandroico: con fiori per lo più maschili, con alcuni fiori femminili o bisessuali.,
  • Subdioico: avere alcuni individui in popolazioni altrimenti dioiche con fiori che non sono chiaramente maschili o femminili. La popolazione produce normalmente piante maschili o femminili con fiori unisessuali, ma alcune piante possono avere fiori bisessuali, alcuni fiori sia maschili che femminili, e altri una loro combinazione, come fiori femminili e bisessuali. Si pensa che la condizione rappresenti una transizione tra bisessualità e dioecia.
  • Subgynoecious: avendo fiori per lo più femminili, con pochi fiori maschili o bisessuali.
  • Synoecious: vedi bisessuale.,
  • Trimonoico: vedi poligamo e androginomonoico.
  • Trioico: vedi poligamo.
  • Unisessuali: aventi fiori funzionalmente maschili o funzionalmente femminili. Questa condizione è anche chiamata diclinosa, incompleta o imperfetta.

OutcrossingEdit

Outcrossing, cross-fertilization o allogamia, in cui la prole si forma dalla fusione dei gameti di due piante diverse, è la modalità di riproduzione più comune tra le piante superiori. Circa il 55% delle specie vegetali superiori si riproducono in questo modo., Un ulteriore 7% è parzialmente fertilizzante e parzialmente autofertilizzante (autogamia). Circa il 15% produce gameti ma sono principalmente autofecondanti con una significativa mancanza di incroci. Solo circa l ‘ 8% delle specie vegetali superiori si riproduce esclusivamente con mezzi non sessuali. Questi includono piante che si riproducono vegetativamente da corridori o bulbilli, o che producono semi senza fecondazione embrionale (apomissia). Il vantaggio selettivo dell’outcrossing sembra essere il mascheramento di mutazioni recessive deleterie.,

Il meccanismo primario utilizzato dalle piante da fiore per garantire l’outcrossing comporta un meccanismo genetico noto come auto-incompatibilità. Vari aspetti della morfologia floreale promuovono l’allogamia. Nelle piante con fiori bisessuali, le antere e i carpelli possono maturare in tempi diversi, essendo piante protandreose (con le antere che maturano per prime) o protogine (con i carpelli che maturano per primi). Le specie monoiche, con fiori unisessuali sulla stessa pianta, possono produrre fiori maschili e femminili in momenti diversi.,

La dioecia, la condizione di avere fiori unisessuali su piante diverse, si traduce necessariamente in outcrossing, e si potrebbe quindi pensare che si sia evoluto per questo scopo. Tuttavia,”la dioecia si è dimostrata difficile da spiegare semplicemente come meccanismo di outbreeding in piante che mancano di auto-incompatibilità”. I vincoli di allocazione delle risorse possono essere importanti nell’evoluzione della dioecia, ad esempio, con l’impollinazione del vento, fiori maschili separati disposti in un catkin che vibra nel vento possono fornire una migliore dispersione del polline., Nelle piante rampicanti, una rapida crescita verso l’alto può essere essenziale e l’allocazione delle risorse alla produzione di frutta può essere incompatibile con una rapida crescita, dando così un vantaggio alla produzione ritardata di fiori femminili. La dioecia si è evoluta separatamente in molti lignaggi diversi e la monoecia nel lignaggio delle piante è correlata con l’evoluzione della dioecia, suggerendo che la dioecia può evolversi più facilmente da piante che già producono fiori maschili e femminili separati.

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