L argomento può essere affrontato in ogni momento del curriculum scolastico.

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1 IL FIORE

2 L argomento può essere affrontato in ogni momento del curriculum scolastico. Nella scuola dell infanzia e nei primi tre anni della scuola primaria, il fiore rappresenta un elemento che è presente nelle conoscenze dei bambini e che può essere fatto «riscoprire» nella sua complessità. Questo elemento permette di imparare a classificare per forme e colori, a riconoscere piante della stessa famiglia osservando le forme dei fiori. Il profumo e la sua possibile estrazione con semplici tecniche permette di scoprire come questa odorosa caratteristica sia utilizzata dall uomo a fini cosmetici. E in questi anni che si possono osservare le parti che lo compongono per conoscerle e riconoscerle delineando strutture di attrazione degli insetti ed altre destinate a diventare semi e frutti. Negli ultimi due anni della scuola primaria, il bambino inizia ad avere capacità di astrarre. Alle conoscenze concrete, sensoriali si può affiancare lo studio del fiore come struttura riproduttiva della pianta. I due diversi apparati maschile e femminile sono di semplice osservazione. In fiori dove gli stami sono molto grandi (per es. Lilium sp.) è possibile far vedere come avviene l impollinazione. Inoltre la progressiva maturazione di infiorescenze tipo la margherita, può aiutare ad introdurre il valore evolutivo di una prolungata maturità del fiore che porta ad un successo riproduttivo.

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4 Angiosperme Il successo evolutivo delle angiosperme dipende dal fiore, organo che assicura loro la riproduzione sessuata. All'interno del fiore si sviluppano gli stami e i carpelli. I primi portano le sacche polliniche da cui si genera il polline, mentre i secondi formano l'ovario, che racchiude e protegge l'ovulo. Una volta avvenuta la fecondazione, l'ovulo si trasforma in seme e l'ovario in frutto.

5 Le angiosperme si dividono in due classi (monocotiledoni e dicotiledoni) a seconda che dall'embrione si sviluppino uno o due cotiledoni: le prime foglioline della pianta.

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8 I petali sono foglioline modificate spesso vivacemente colorate per attirare l'attenzione degli insetti o di altri animali responsabili dell'impollinazione zoofila. Il loro insieme costituisce la corolla. Il calice e la corolla formano il perianzio, che ha la funzione di proteggere gli stami e i pistilli: le parti più interne del fiore a cui è affidata la riproduzione. I sepali, di colore verde e simili a foglioline, sono situati alla base del fiore. Hanno la funzione di proteggere il bocciolo e di sostenere parzialmente il fiore al momento della sua apertura. Nel loro insieme i sepali formano il cosiddetto calice.

9 polline stigma antera filamento Petalo o corolla stilo Tubetto pollinico ovario ovuli calice Talamo o ricettacolo pedicello

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11 Quando il fiore può essere diviso in due meta' simmetriche da infiniti piani che passano per il centro ha una simmetria raggiata ed è detto attinomorfo. Il fiore zigomorfo invece ha simmetria bilaterale e può essere diviso in due metà simmetriche solo da un unico piano.

12 Fiore attinomorfo

13 portamento fiore zigomorfo Leguminosae

14 I. Ovario Supero: fiore ipogino (il ricettacolo è convesso e tutti i pezzi fiorali sono inseriti al di sotto dell'ovario II. Ovario Semiinfero : fiore perigino (detto della corolla e degli stami inseriti sul margine superiore del ricettacolo scavato a coppa) III. Ovario Infero : fiore epigino (denota il fiore che ha perianzio e androceo inseriti nella parte superiore dell'ovario) a: androceo; g: gineceo; p: petali; s: sepali; r: ricettacolo

15 Molti fiori si dicono perfetti perche' provvisti sia di stami (organi maschili) che di pistilli (organi femminili); altri invece sono imperfetti perchè portano solo stami o solo pistilli. Se i fiori imperfetti maschili e quelli femminili sono localizzati su piante diverse si dice che la specie e' dioica (per esempio il salice o il pioppo); mentre e' monoica la specie che porta fiori maschili e femminili sulla stessa pianta (per esempio la quercia).

16 Una infiorescenza o inflorescenza in botanica è un raggruppamento di rami che portano fiori infiorescenze definite o cimose in cui l'asse principale dell'infiorescenza termina con un apice fiorale che presto si converte in primordio fiorale bloccando la crescita; in questo tipo di infiorescenze, solitamente i fiori si schiudono a partire dall'alto verso il basso. infiorescenze indefinite o racemose in cui l'asse di accrescimento produce solo fiori laterali o porzioni dell'infiorescenza; in questo tipo di infiorescenze si schiudono prima i fiori più in basso e quelli più esterni, e contemporaneamente se ne formano di nuovi al centro o all'apice.

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19 Cima a racemo

20 Infiorescenza a capolino

21 Gametogenesi femminile = serie di eventi che portano alla formazione del gametofito femminile (ovulo maturo o sacco embrionale) entro il quale è situato il gamete femminile (cellula uovo): una delle quattro megaspore le altre tre degenerano va incontro a tre successive divisioni mitotiche; si forma una struttura (ovulo o sacco embrionale) all interno della quale sono individuabili 8 cellule aploidi, o semplicemente 8 nuclei aploidi, che hanno nomi differenti e sono collocate in posizione diversa;

22 una cellula uovo (il vero e proprio gamete femminile), affiancata dalle due sinergidi, si colloca nelle immediate vicinanze del micropilo o foro micropilare, posto alla base dell ovulo, dal quale entrano i due nuclei spermatici portati dal tubetto pollinico tre cellule antipodali situate dalla parte opposta dell ovulo una cellula polare (2 nuclei polari), destinate a fondersi per formare una cellula 2n, situata al centro, che rappresenta il nucleo secondario dell endosperma

23 Sacco embrionale Cellule antipodali Cellula centrale con 2 nuclei polari nucella sinergidi Cellula uovo Tegumenti Micropilo

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25 S P O R O G E N E S I gametogenesi

26 Gametogenesi maschile = serie di eventi che portano alla formazione del gametofito maschile (granulo pollinico bi- o trinucleato) entro il quale, in seguito ad una prima mitosi, si formano due nuclei: il nucleo vegetativo ed un secondo nucleo il quale, a sua volta, si divide per mitosi dando luogo a due nuclei generativi o spermatici, uno dei quali è il gamete maschile vero e proprio destinato ad unirsi con la cellula uovo.

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29 Doppia fecondazione

30 Doppia fecondazione nelle angiosperme Un tubetto pollinico si sviluppa, Attraversa lo stilo il micropilo e arriva nell Ovulo Due nuclei spermatici vengono Rilasciati nel gametofito femminile (sacco embrionale) Uno feconda la cellula uovo, quindi Lo zigote dal quale si svilupperà L embrione L altro si unisce con la cellula centrale e formerà l endosperma L ovulo si sviluppa in seme L ovario si trasforma in frutto

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36 Impollinazione L'impollinazione è il meccanismo che permette il trasporto del polline dalle antere allo stigma e costituisce il preludio necessario per la fecondazione e la produzione del seme. Nella maggior parte delle piante (allogame) l'impollinazione avviene fra individui diversi (impollinazione incrociata) e solo in alcune piante (autogame) il polline è trasferito sullo stesso fiore o su fiori della stessa pianta (autoimpollinazione). Un tipo di autoimpollinazione molto stretta (cleistogamia) si verifica nel grano, quando la spighetta non si è ancora dischiusa. Per evitare l'autoimpollinazione, in molti fiori polline e ovuli dello stesso individuo maturano in tempi diversi, oppure gli stami sono posti più in basso rispetto allo stigma. In determinate specie, come avviene ad esempio per quelle dioiche, l'impollinazione incrociata è l'unica possibile. Il trasferimento del polline può avvenire ad opera del vento, dell'acqua o degli animali.

37 Impollinazione anemofila (anemogama) E' la più semplice e, forse, la più primitiva forma di trasporto del polline. I fiori ad impollinazione anemofila sono normalmente piccoli. Poiché il vento non garantisce che il polline arrivi sempre a destinazione, le specie anemofile affidano il successo dell impollinazione ad una elevata produzione di polline. Per rispondere a questa esigenza le piante anemofile sviluppano in molti casi un evidente dimorfismo sessuale, con organi maschili adatti a produrre una grande quantità di granuli pollinici e con quelli femminili conformati in modo da catturarli con facilità. I granuli pollinici delle specie anemofile sono leggeri, di ridotte dimensioni (e quindi spesso allergenici) e talvolta dotati di dispositivi che ne favoriscono la sospensione nell aria (ad esempio sacche aerifere nei pollini delle conifere). Inoltre per migliorare l efficenza della distribuzione del polline le specie anemofile hanno sviluppato diversi adattamenti: - i fiori mancano di tutte quelle parti che servono da richiamo per gli animali (petali colorati, produzione di nettare, ecc.); - molto spesso le piante fioriscono prima dello spuntare delle foglie, in modo da eliminare tutti gli ostacoli alla diffusione del polline Impollinazione idrofila (idrogama) E' un metodo di trasporto del polline dalla parte maschile a quella femminile di un fiore poco diffusa e limitata ad alcune piante acquatiche: il polline delle ninfee è liberato sotto il pelo dell'acqua, quello dell'elodea galleggia sulla superficie, ma in entrambi i casi sono le correnti acquatiche che lo trasportano fino a giungere allo stigma di un altro fiore della stessa specie. Impollinazione zoofile (zoogama) E' l'impollinazione operata da animali come piccoli uccelli (colibrì) nelle zone tropicali, pipistrelli e soprattutto insetti appartenenti a vari ordini: lepidotteri, coleotteri, ditteri e imenotteri. L'impollizazione ad opera di insetti è detta entomofila o entomogama. I fiori a impollinazione entomofila hanno bisogno di attirare gli insetti e lo fanno con colori vivaci e profumo intenso, sono dotati di corolle e calici ampi, producono molto nettare. Producono poco polline, spesso appiccicoso, e fioriscono in periodi stagionali o in momenti della giornata favorevoli ai pronubi specifici.

38 Nelle spermatofite la forma d'impollinazione più primitiva è quella che avviene a opera del vento. In questo caso la pianta produce elevate quantità di polline che viene in parte perduto perchè trasportato qua e là senza una direzione precisa. Il polline affidato al vento è leggero e di piccolissime dimensioni affinche' possa alzarsi in volo al più piccolo movimento dell'aria. Questo tipo di impollinazione casuale è favorito in stazioni aperte e ventose.

39 Nella zoofilia, dal momento che il polline è trasportato dagli animali direttamente da un fiore all'altro, non è più necessaria la produzione di grandi quantità di polline e l'impollinazione è garantita anche in stazioni poco ventilate, come nel sottobosco.

40 Quando si verifica l unione del gamete maschile con il gamete femminile si ha la fecondazione o gamia. Nei vegetali superiori si verifica anche una seconda fecondazione che è data dall unione del secondo nucleo generativo (n) portato dal gametofito maschile con il nucleo secondario dell endosperma (2n) presente nel gametofito femminile. Si parla perciò di doppia fecondazione.

41 A seconda che il gamete femminile e il gamete maschile che si uniscono nella fecondazione siano prodotti dallo stesso individuo oppure da individui diversi, si parla di autofecondazione o autogamia e di allofecondazione o fecondazione incrociata o allogamia. Il tipo di gamia è condizionato dal sistema riproduttivo di una specie e condiziona a sua volta la struttura genetica delle sue popolazioni.

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43 Riassumendo Il fiore è l organo esclusivo delle angiosperme che contiene l apparato riproduttore della pianta. Nasce da un apice del rametto, un germoglio, le cui foglie hanno perso la capacità fotosintetica e si sono ovviamente modificate, questa modifica è denominata induzione fiorale o induzione autogena, avviene quando il germoglio è ancora di dimensioni microscopiche all interno della gemma sotto lo stimolo di fattori ormonali ed ambientali. Questo fenomeno precede la fioritura da poche settimane a circa un anno.

44 PEDUNCOLO, situato appena sotto il fiore, con funzione di sostegno del fiore, a seconda della posizione che ha sulla pianta il fiore si definisce diffrentemente. RICETTACOLO O TALAMO, parte dell'asse fiorale su cui si innestano le parti fiorali. PERIANZIO, la parte del fiore formata da i petali e dalle strutture verdi che si trovano subito sotto. In molti fiori è formato da: -CALICE, formato da sepali (antofilli poco modificati) di colore perlopiù verde, è il verticillo più esterno del fiore. -COROLLA, formata da petali (antofilli modificati), è il secondo verticillo del PERIANZIO.

45 ANDROCEO, è l'organo maschile del fiore, esso è formato dagli stami. Ciascuno STAME è composto da: -FILAMENTO, sostiene l'antera -ANTERA, parte fertile comprende quattro sacche polliniche separate quando l'antera è giovane, unite quando l'antera ha raggiunto la maturazione, si apriranno per far uscire il polline. I granuli di POLLINE hanno forma arrotondata o ovale grande da 2 a 250 micron.

46 GINECEO, formato dai carpelli è l'organo femminile del fiore. Il carpello è una foglia modificata che nelle GIMNOSPERME rimane aperto mentre nelle ANGIOSPERME si chiude a formare l'ovario ed è costituito da: OVARIO, recipiente costituito dalla base della foglia carpellare che racchiude la cavità ovarica, in base alla sua posizione rispetto agli stami può essere SUPERO o INFERO. -STILO, parte superiore dell'ovario -STIMMA, parte apicale della foglia carpellare, generalmente di numero corrispondente agli stili.

47 OVULO, corpuscolo di forma ovoidale, si forma sulla PLACENTA detta NUCELLA per mezzo del funicolo, viene raggiunto e fecondato dal polline tramite il budello pollinico.

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49 Il fiore può essere: ERMAFRODITO, se possiede sia gineceo che androceo, FEMMINILE, se manca l'androceo, MASCHILE, se manca il gineceo.

50 Un altro fiore interessante: silene (Silene latifolia), una pianta che fiorisce da maggio a novembre. Come potete vedere nelle figure sottostanti, questo fiore ha il calice a fiaschetta da cui sporge una corona di petali bianchi. Questa specie è dioica, vale a dire che gli organi maschili e femminili stanno su piante separate, quindi in una pianta troverete fiori con il pistillo, in un'altra troverete fiori con gli stami. I fiori maschili hanno il calice stretto e da essi sporgono delle antere, quelli femminili hanno il calice rigonfio per via dell'ovario e da essi sporgono degli stigmi.

51 Esperienza da maggio a novembre: Raccogliete dei fiori femminili di Silene a diversi gradi di maturazione - prendete un fiore femminile che abbia ancora i petali; - con una lametta, rimuovete il calice e mettete a nudo l'ovario. Notate che i petali partono dalla base dell'ovario e notate la mancanza degli stami; - sezionate longitudinalmente un ovario rigonfio ed osservatene gli ovuli -prendete un fiore maschile. Con piccole forbici, apritene il calice e se necessario rimuovete un paio di petali; - osservate gli stami, le antere ed il polline. Notate la mancanza dell'ovario.

52 Dal punto di vista evolutivo, il principale carattere indice di primitività per i fiori è la simmetria raggiata, realizzata con parti costituite da numerosi segmenti disposti a spirale e attaccati singolarmente all asse fiorale I ranuncoli e le magnolie presentano fiori dalla struttura molto antica, che assomiglia a quella dei fiori fossili rinvenuti in numerose regioni del pianeta.

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54 al contrario, i fiori caratterizzati da una disposizione verticillare, da simmetria bilaterale, e parti fuse o mancanti, sono generalmente più evoluti. Le bocche di leone, la menta, le composite e le orchidee sono, invece, tra i fiori evolutivamente più avanzati.

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57 Le diverse colorazioni dei fiori sono dovute a due tipi di pigmenti: quelli liposolubili (solubili nei grassi) che si trovano nei cromoplasti (plastidi specializzati), e quelli idrosolubili (solubili in acqua), che si trovano nei vacuoli (vescicole riempite di soluzioni acquose).

58 Nei fiori blu e porpora la colorazione è data da pigmenti vacuolari detti antociani, che assumono diverse gradazioni di colore secondo il grado di acidità o basicità del terreno in cui cresce la pianta.

59 Alcune tonalità di rosso possono essere dovute anche alla presenza di pigmenti liposolubili nei cloroplasti.

60 Il giallo dipende, invece, da pigmenti che prendono il nome di flavonoidi.

61 I fiori bianchi non devono la propria colorazione a particolari pigmenti, ma alla presenza di sacche d aria microscopiche, poste fra le cellule dei petali.

62 Il profumo dei fiori è dovuto alla presenza nei petali dei cosiddetti oli essenziali. Dai fiori di alcune piante, ad esempio il giacinto, l eliotropio, la mimosa, il gelsomino, l arancio, le rose e le viole, si ricavano essenze usate come profumi. Solitamente queste fragranze vengono prodotte per attirare gli insetti impollinatori. Per avvicinare insetti come le mosche, alcune piante liberano odori sgradevoli e nauseanti; ad esempio, i fiori del genere Smilax emanano un odore di carne putrefatta.

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65 La magnolia Il nome del genere è stato attribuito da in onore di Pierre Magnol. Il fiore è molto primitivo, presenta molti stami e molti stigmi.

66 Le crucifere Il nome Crucifere deriva dall'aspetto del fiore, che è tipicamente composto da 4 petali e ricorda perciò una croce. I petali sono separati formando una corolla dialipetala. Sono presenti anche 4 sepali. Una particolarità del fiore delle Brassicaceae è la presenza di 6 stami, di cui 4 a croce come i petali e 2 esterni più corti.

67 Le orchidacee I fiori hanno una tipica struttura alata, con un perigonio di tre sepali superiori e tre petali inferiori; uno di questi, detto labello, si differenzia per formato dagli altri in modo da attirare gli insetti impollinatori. Le dimensioni e il colore del labello, unitamente alla forma dello sperone cavo in cui si prolunga la sua base, mutano a seconda delle diverse specie.

68 L orchidea Ophris Si tratta del genere di orchidee più evoluto, in cui le modificazioni del fiore, che hanno lo scopo di attirare gli insetti pronubi, gli permettono di raggiunge la massima specializzazione. In particolare il labello imita nella forma e nella pelosità l addome delle femmine degli insetti impollinatori (bombi, calabroni, api e vespe). I maschi vengono in questo modo attirati dal fiore.

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70 Le graminacee I fiori sono privi di perianzio, e riuniti in spighette. Si distinguono gli stigmi (bianchi); e le antere (gialle). Sia stigmi che antere sporgono dalle brattee che racchiudono le spighette. Le Graminacee sono anemofile.

71 Le ombrellifere E una famiglia di piante per lo più erbacee caratterizzata da fiori disposti in ombrella semplice o composta. Le ombrellifere sono in generale aromatiche, hanno foglie pennatosette o altrimenti divise; i fiori, piccoli, posseggono calice poco appariscente

72 Le composite Chiamate anche asteracee per l estrema regolarità della struttura fiorale che è un capolino. Da un punto di vista botanico, quello che noi vediamo come fiore unico è composto per la verità da molti fiori singoli messi insieme.

73 La margherita

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