BREVI CENNI SULLE CARATTERISTICHE DI SEMI E FRUTTI. Andrea Mondoni Dipartimento di Ecologia del Territorio Università di Pavia

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1 BREVI CENNI SULLE CARATTERISTICHE DI SEMI E FRUTTI Andrea Mondoni Dipartimento di Ecologia del Territorio Università di Pavia

2 IL SEME Elemento caratteristico delle Spermatofyta (piante con seme) dal quale si sviluppa una nuova pianta. Cos è? È un ovulo fecondato e cresciuto, cioè un nuovo organismo diverso geneticamente dai genitori In termini evolutivi ciò ha conferito: alta variabilità all interno della specie, base per l adattamento graduale all ambiente che cambia Pertanto: Il seme si configura come un formidabile mezzo di diffusione della specie

3 INFATTI Con la comparsa dei semi nella storia evolutiva le piante riuscirono, in tempi biologicamente assai brevi, a colonizzare quasi tutti gli ambienti, anche i più ostili. Ciò anche grazie ad alcune caratteristiche dei semi come: - elevata resistenza chimico/fisica (siccità, freddo, succhi gastrici degli animali, ecc.) - numerosi adattamenti per essere trasportati (dall acqua, dal vento, dagli animali, ecc.) - specifici adattamenti morfo-fisiologici che gli consentono di rimanere vitali per molto tempo e di germinare al momento giusto (es. ispessimento dei tegumenti, dormienza, ecc)

4 Spermatofyta (dominano le biocenosi terrestri con circa specie conosciute) Sottodivisioni: - Gymnospermae (700 specie), più primitive: ovuli nudi - Angiospermae ( specie): ovuli racchiusi in un involucro formato dai carpelli (ovario)

5 SVILUPPO DI UN SEME (Angiosperme)

6 GRANULI POLLINICI SEZ. LONG DI UN CARPELLO DURANTE L IMPOLLINAZIONE: BUDELLO POLLINICO CARPELLO: organo di natura fogliare che racchiude gli ovuli. Si costituisce da: (m) STIGMA: parte del carp. destinata alla ricezione del polline STILO: prolungamento dello stigma OVARIO: parte del carpello che si conforma a cavità protettrice dell OVULO: parte esseziale del carpello prodotto da un tessuto detto Placenta. Si costituisce da: TEGUMENTI IN /EST DELL OVULO: rivestono l ovulo lasciando un apertura al polo sup detta: MICROPILO (m) NOCELLA: strutt cell parenchimatica che riveste il: SACCO EMBRIONALE/ GAMETOFITO FEMM. FUNICOLO: cordoncino vascolare che unisce l ovulo alla placenta

7 (Complesso dei carpelli di un fiore) Gineceo con più carpelli tra loro liberi = coricarpico Gineceo con più carpelli tra loro liberi = cenocarpico PISTILLO: parte basale ovario parte apicale stilo e stigma

8 Carpelli liberi Sequenza: carpelli liberi (gineceo coricarpico) carpelli concresciuti (gineceo cenocarpici) coricarpico cenocarpico

9 OVULO MATUTO Tegumenti est (te) e int (ti) Micropilo (m) (te) (s) (m) (ti) Sacco embrionale: (o) (cp) 2 Sinergidi (s) 1 Oosfera (o) (ca) 2 cell polari (cp) 3 cell antipodi (ca) Funicolo (f) (f)

10 BUDELLO POLLINICO Il processo della fecondazione inizia con la crescita del budello pollinico dallo stigma agli ovuli Si forma a partire dai granuli pollinici ed è costituito da 3 nuclei: 1 vegetativo (v) (nucl. del budello poll.) e 2 generativi (2 cell. Spermatiche) (g sp)

11 SCHEMA DEL SACCO EMBRIONALE DURANTE LA FECONDAZIONE (A) (B) (C) penetraz del bud. pollinico in una delle 2 sinergidi Dei 2 nuclei spermatici (A) uno si unisce a quello dell oosfera (B), dando origine ad un nucleo diploide dello zigote l altro con i due nuclei polari (C) in fase di fusione dando origine ad un nucleo triploide dell endosperma del sacco embrionale Zigote Embrione Endosperma Endosperma secondario (tessuto nutritivo)

12 SVILUPPO DELL EMBRIONE NELLE DICOTILEDONI (c) (pl) (s) (s) (h) (ip) (c) Sospensore (s) Cotiledoni (c) Meristema apicale germoglio (plumula) (pl) Ipocotile (ip) Ipofisi (h)

13 Tessuto di riserva, viene completamente assorbito durante la germinazione la funzione di riserva è assunta dai cotiledoni Solo raramente nel seme mancano riserve di sostanze nutritizie (es. nei piccoli semi di Orchidee) Si origina dai tegum. dell ovulo

14 SEZ. LONGIT. TRASVERSALE (a sx) E VISIONE VENTRALE (a dx) DI UN SEME DI Ricinus communis

15 PLANTULA DI Ricinus communis Altre plantule germinate su Agar (foto MSB) Acacia seeds (require scarification)

16 IL FRUTTO Contemporaneamente alla maturazione degli ovuli in semi, la PARETE DELL OVARIO subisce dei mutamenti che la portano alla trasformazione in parete del frutto o PERICARPO SEME + PERICARPO = FRUTTO Si differenzia in ESOCARPO (esterno) MESOCARPO (intermedio) ENDOCARPO (interno)

17 CLASSIFICAZIONE DEI FRUTTI Una prima grande distinzione FRUTTI SECCHI: quando tutte le parti del frutto maturo sono secche e costituite da cell. morte FRUTTI CARNOSI quando almeno una parte del frutto è costituita da cell. vive DRUPE: endocarpo legnoso, meso-esocarpo carnoso BACCHE: intero pericarpo carnoso fino a maturazione

18 Frutti DEISCENTI e INDEISCENTI Il pericarpo si apre da solo laciando uscire i semi (meccanismi di turgore o igroscopici) Sono privi di meccanismi di apertura, tuttavia si possono separare in più frutti parziali Frutti DIROMPENTI: Schizocarpi separazione lungo le linee di sutura dei carpelli Lomenti separazione lungo la parete dei carpelli

19 Una classificazione naturale dei frutti che tenga conto di tutte le loro caratteristiche è praticamente impossibile! Ad esempio.. CLASSIFICAZIONE FILOGENETICA DEI FRUTTI DELLE ANGIOSPERME SU BASE ANATOMO-MORFOLOGICA (Strasburger Trattato di botanica Vol. 2)

20 Apertura ventr/dors 1. Frutti coricarpici: carpelli liberi fin dalla loro formazione e a maturità funzionano come singole unità di dispersione o ridursi ad un solo fiore + primitivo +evoluto 1.1 Frutti coricarpici semplici Apertura ventr. Drupe unicarpellari gen. Prunus Bacche unicarpellari gen. Laburnum Legumi Phoenix dactilyfera (sez fi. femm) gen. Consolida Follicoli gen. Ranunculus Noci unicarpellari gen. Clematis

21 1.1 Frutti coricarpici composti Attraverso varie forme di transizione i carpelli coricarpici si uniscono tramite tessuti in un unica unità di disperione L unione avviene allo stadio di frutto Pomi Follicoli composti gen. Trollius, Spiraea + primitivo Noci composte +evoluto Drupe composte gen. Malus gen. Fragraria gen. Rosa gen. Rubus

22 2. Frutti cenocarpici Derivano da forme coricarpiche, i carpelli saldati tra loro fin dalla loro formazione e a maturità funzionano come un unica unità di disperione. 2.1 Frutti cenocarpici deiscenti + primitivo Capsule secche (A) Suddivisibili per: - n di loculi da - deiscenza apicale Molti (A) 1 solo (B) parz. (A) Completa (C) - localizzazione dell apertura (B) (D) Setticida (A) Dorsicida (C) Casi particolari: pissidi (B), silique (D) (C)

23 2.1.2 Capsule carnose gen. Euonymus 2.2 Frutti cenocarpici indeiscenti Drupe cenoc. (endoc Frutti carnosi sclerenchimatico) Bacche cenoc. (intero pericarpo carnoso) Atropa belladonna gen. Cocos Altre: gen. Olea, Sambucus Altre: gen. Vitis, Vaccinium, Ribes, ecc.

24 Es. gen. Acer Schizocarpi: si dividono con processo setticida Frutti dirompenti Si dividono in frutti parziali Lomenti: si dividono per parti di carpello tramite rotture trasv. o longit Noci cenocarpiche Tramite un tessuto divisore si staccano come unità singole gen. Ulmus Es. Alcune Brassicacee (siliqua lomentosa) gen. Carpinus gen. Fagus gen. Quercus

25 Noci cenocarpiche casi speciali: Quando il pericarpo ed il tegumento del seme sono saldati Fam. Asteracee Frutto: Acheni Es. Fam. Graminacee Frutto: Cariosside

26 IN FINE Le infruttiscenze (struttura costituita da più frutti) sono unità di dispersione talmente derivate che vengono messe alla fine delle diverse linee evolutive. Es. la mora, il fico, l ananas,